老化過程對稻殼炭表面性質和銅吸附的影響.pdf

1、生物質炭(Biochar)是生物質材料在較低溫度下（小于700℃）、缺氧或絕氧環(huán)境中熱解得到的固體產物，屬于黑碳的一種。生物質炭具有多孔結構，比表面積較大，且有良好的生物、化學穩(wěn)定性，在環(huán)境和土壤改良領域的應用正受到廣泛關注，例如用生物質炭提高土壤pH、固定土壤中的污染物質、提高土壤持水能力和土壤肥力，以及增加土壤碳匯。生物質炭在環(huán)境中并非完全不降解，而是在進入環(huán)境的初期快速降解，于表面形成一個保護層，之后該保護層將生物質炭與外界環(huán)境隔

2、離，使其表現(xiàn)出極強的生化穩(wěn)定性，這個過程即生物質炭的老化過程，生物質炭表面的保護層稱為老化層。本文選取稻殼為原材料，在350℃和550℃兩種溫度下熱解得到稻殼炭，先用洗脫處理去除附著在稻殼炭上的熱解副產物，再用氧化方法去除其表面的老化層，得到新稻殼炭，在恒溫避光、保持一定含水率的條件下培養(yǎng)一段時間后取出，分析其性質和銅離子吸附量的變化，探討老化過程對稻殼炭表面性質和銅吸附的影響。主要研究結果如下:
　　(1)選取乙醇、堿、酸、純水

3、四種洗脫劑對稻殼炭進行前處理，去除表面附著的熱解副產物。結果表明四種洗脫劑均可去除一定量的熱解副產物，但堿和酸可能與稻殼炭和副產物發(fā)生反應，或提供條件使其水解，而醇-水處理與水洗處理在洗脫過程中只起溶劑作用，因此為了使洗脫過程對稻殼炭性質的改變最小，不影響后續(xù)實驗的結果，應選醇-水處理或水洗處理作為稻殼炭研究的前處理方法。
　　(2)新制備的稻殼炭在恒溫避光、保持一定含水率的條件下老化一年，利用掃描電鏡-離子能譜、漫反射紅外光譜、

4、X射線光電子能譜和核磁共振等分析手段比較新、老稻殼炭表面性質的變化，并做吸附實驗探討老化過程對稻殼炭吸附銅離子能力的影響。結果表明，老化的稻殼炭表面氧含量增多，含氧官能團數(shù)量增多，但陽離子交換量減小，對銅離子的吸附量也降低。老化過程可通過改變稻殼炭表面含氧官能團的類型和電離特性來抑制對銅離子的吸附，具體表現(xiàn)為，老化的稻殼炭表面羧基減少，酚羥基增多，且酸性官能團的電離難度增加，使稻殼炭對銅離子的吸附量減少。
　　(3)分別取老化時間