水熱液化生物炭活化利用研究.pdf

1、近年，利用廢棄生物質(zhì)的水熱液化反應(yīng)制備高附加值化學(xué)品和生物油的研究正日益受到廣泛關(guān)注。然而，對(duì)產(chǎn)生的固體殘?jiān)?水熱液化生物炭(hydrochar)的研究較少。水熱液化生物炭的芳香化程度低并且含氧官能團(tuán)含量高，因此，很有潛力成為有效去除污染物的吸附劑。但是，水熱液化生物炭的一個(gè)缺點(diǎn)是比表面積較低(＜10 m2·g-1)，孔隙結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)，這將阻礙它在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，為了水熱液化生物炭的可持續(xù)利用，有必要對(duì)其進(jìn)行活化。
　

2、　本研究首先探討了活化溫度(300-700℃)對(duì)水熱液化生物炭性質(zhì)的影響，并考察了活化溫度對(duì)水熱液化生物炭及其活化制備的多孔炭(PC)的四環(huán)素(TC)吸附性能的影響。結(jié)果表明，在較高的活化溫度(500-700℃)下制備的多孔炭樣品炭化程度良好，且比表面積較高（＞270 m2·g-1）;根據(jù)Boehm滴定、FTIR和NMR分析結(jié)果，水熱液化生物炭和不同溫度下活化的多孔炭的表面性質(zhì)存在極大差異;XRD分析闡明了草酸鈣和碳酸鈣的演變過(guò)程;Fr

3、eundlich吸附親和力系數(shù)（KF）和樣品的元素原子比存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與比表面積和孔容存在正相關(guān)關(guān)系，并且多孔炭樣品的芳香化程度越高，比表面積和孔容越大，極性越低，則吸附能力越強(qiáng)。
　　鑒于多孔炭在使用完畢后分離回收比較困難，并且比表面積仍然較低，因此，本研究隨即提出了一種新穎的同步活化-磁化制備高比表面積和孔隙度的磁性復(fù)合材料的方法，即把氯化鐵(FeCl3)、氯化鋅(ZnCl2)和水熱液化生物炭的混合物同時(shí)進(jìn)行熱解。這部分研

4、究主要考察了活化條件對(duì)制備的磁性復(fù)合材料的性質(zhì)及其三氯生(TCS)吸附性能的影響。這種簡(jiǎn)單的一步合成法有如下優(yōu)點(diǎn):(a)水熱液化生物炭活化后，擁有較高的比表面積和孔容（分別達(dá)到了1351 m2·g-1和0.549 cm3·g-1）;(b)活化和磁化過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行，不需要進(jìn)一步改性處理;(c)磁性顆粒（γ-Fe2O3）在酸性介質(zhì)條件(pH=3.0，4.0)下比較穩(wěn)定;(d)磁性復(fù)合材料對(duì)三氯生的最大吸附容量高達(dá)892.2 mg·g-1。