老化过程对稻壳炭表面性质和铜吸附的影响

发布时间：2021-11-09 17:49

　　生物质炭（Biochar）是生物质材料在较低温度下（小于700℃）、缺氧或绝氧环境中热解得到的固体产物,属于黑碳的一种。生物质炭具有多孔结构,比表面积较大,且有良好的生物、化学稳定性,在环境和土壤改良领域的应用正受到广泛关注,例如用生物质炭提高土壤pH、固定土壤中的污染物质、提高土壤持水能力和土壤肥力,以及增加土壤碳汇。生物质炭在环境中并非完全不降解,而是在进入环境的初期快速降解,于表面形成一个保护层,之后该保护层将生物质炭与外界环境隔离,使其表现出极强的生化稳定性,这个过程即生物质炭的老化过程,生物质炭表面的保护层称为老化层。本文选取稻壳为原材料,在350℃和550℃两种温度下热解得到稻壳炭,先用洗脱处理去除附着在稻壳炭上的热解副产物,再用氧化方法去除其表面的老化层,得到新稻壳炭,在恒温避光、保持一定含水率的条件下培养一段时间后取出,分析其性质和铜离子吸附量的变化,探讨老化过程对稻壳炭表面性质和铜吸附的影响。主要研究结果如下：（1）选取乙醇、碱、酸、纯水四种洗脱剂对稻壳炭进行前处理,去除表面附着的热解副产物。结果表明四种洗脱剂均可去除一定量的热解副产物,但碱和酸可能与稻壳炭和副产物发... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 生物质炭的基本性质
    1.3 生物质炭老化过程的研究现状
    1.4 生物质炭吸附重金属离子的研究进展
        1.4.1 生物质炭对重金属离子的吸附机理
        1.4.2 生物质炭吸附重金属离子的影响因素
            1.4.2.1 吸附条件
            1.4.2.2 生物质炭的性质
    1.5 研究目的、内容及技术路线
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 主要研究内容
        1.5.3 技术路线
第二章 洗脱处理对稻壳炭性质和铜吸附的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 稻壳炭的制备
        2.1.2 稻壳炭的性质分析方法
        2.1.3 稻壳炭的洗脱方法
        2.1.4 铜吸附实验
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 热解温度对稻壳炭性质的影响
        2.2.2 洗脱处理对稻壳炭吸附铜离子的影响
        2.2.3 洗脱处理对稻壳炭性质的影响
            2.2.3.1 洗脱处理对稻壳炭基本性质的影响
            2.2.3.2 洗脱处理上清液的成分分析
            2.2.3.3 不同洗脱处理后稻壳炭的漫反射红外光谱分析
    2.3 小结
第三章 老化过程对稻壳炭性质和铜吸附的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 稻壳炭的制备及基本性质
        3.1.2 稻壳炭的性质分析方法
        3.1.3 稻壳炭的前处理及老化培养
            3.1.3.1 前处理
            3.1.3.2 老化培养实验
        3.1.4 铜吸附实验
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 稻壳炭的老化对铜吸附行为的影响
            3.2.1.1 老化过程对稻壳炭吸附铜离子的影响
            3.2.1.2 pH对稻壳炭吸附铜离子的影响
        3.2.2 稻壳炭的老化对表面性质的影响
            3.2.2.1 稻壳炭老化层随时间的变化
            3.2.2.2 稻壳炭的扫描电子显微镜和离子能谱分析
            3.2.2.3 稻壳炭的核磁共振及漫反射红外光谱分析
            3.2.2.4 稻壳炭的X射线光电子能谱分析
            3.2.2.5 不同pH下稻壳炭的阳离子交换量
    3.3 小结
第四章 老化时间对稻壳炭性质和铜吸附的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 稻壳炭的制备
        4.1.2 稻壳炭的性质分析
        4.1.3 稻壳炭的前处理及老化培养
            4.1.3.1 前处理
            4.1.3.2 老化培养实验
        4.1.4 铜吸附实验
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 老化时间对稻壳炭吸附铜离子的影响
        4.2.2 老化时间对稻壳炭表面性质的影响
            4.2.2.1 不同老化时间稻壳炭的基本性质
            4.2.2.2 不同老化时间稻壳炭的表面氧原子含量
            4.2.2.3 不同老化时间稻壳炭的漫反射红外光谱分析
            4.2.2.4 不同老化时间稻壳炭的阳离子交换量
    4.3 小结
第五章 结论与研究展望
    5.1 全文结论
    5.2 创新点
    5.3 研究展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响[J]. 王英惠,杨旻,胡林潮,刘玮晶,郭悦,唐伟,代静玉.  农业环境科学学报. 2013(08)
[2]生物质炭降解过程中易氧化部分的定量方法[J]. 杨旻,王英惠,胡林潮,史明,刘玮晶,高晓荔,唐伟,郭悦,代静玉.  环境化学. 2013(05)
[3]玉米秸秆生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机理研究[J]. 李力,陆宇超,刘娅,孙红文,梁中耀.  农业环境科学学报. 2012(11)
[4]富磷污泥生物炭去除水中Pb（Ⅱ）的特性研究[J]. 丁文川,杜勇,曾晓岚,刘任露.  环境化学. 2012(09)
[5]不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性[J]. 刘莹莹,秦海芝,李恋卿,潘根兴,张旭辉,郑金伟,韩晓君,俞欣研.  生态环境学报. 2012(01)
[6]秸秆生物碳质吸附剂的制备及其吸附性能[J]. 张继义,蒲丽君,李根.  农业工程学报. 2011(S2)
[7]生物炭研究进展及其研究方向[J]. 谢祖彬,刘琦,许燕萍,朱春悟.  土壤. 2011(06)
[8]水稻秸秆生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 安增莉,侯艳伟,蔡超,薛秀玲.  环境化学. 2011(11)
[9]小麦秸杆对水中Pb2+和Cd2+的吸附特性[J]. 谭光群,袁红雁,刘勇,肖丹.  环境科学. 2011(08)
[10]污泥吸附剂的制备及其对含Pb2+模拟废水的吸附特性研究[J]. 张双圣,刘汉湖,张双全,罗鹏,邱超.  环境科学学报. 2011(07)



本文编号：3485799