生物炭的加氫催化應(yīng)用及生物炭浸出液的毒性評(píng)估.pdf

1、生物質(zhì)指由綠色植物直接或間接利用太陽(yáng)能進(jìn)行光合作用而形成的有機(jī)物質(zhì)，是一種重要的可再生資源。由于世界范圍的能源危機(jī)以及相關(guān)的環(huán)境污染日益加重，木質(zhì)生物質(zhì)能源的可再生性和環(huán)境友好性引起了人們的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)能通過(guò)加氫裂解、熱解、氣化、液化以及直接燃燒等方式轉(zhuǎn)化為能源。
　　木質(zhì)生物質(zhì)通常可在高溫下進(jìn)行催化加氫，得到含苯環(huán)的小分子物質(zhì)，可用于化學(xué)品、石油類產(chǎn)品等的制備。而熱解生物質(zhì)產(chǎn)生生物油是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化的另一種方式，得到的副產(chǎn)物

2、生物炭是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固的碳框架，常被用以進(jìn)行土壤修復(fù)以及碳封存。但是其對(duì)于土壤性質(zhì)及土壤生物的影響一直存在爭(zhēng)議，近年來(lái)，許多研究關(guān)注生物炭材料的其它應(yīng)用。例如將生物炭進(jìn)行修飾改性后，可用于有機(jī)污染物和重金屬吸附;而將生物炭作為基底材料負(fù)載金屬納米顆粒，則可用于催化有機(jī)物轉(zhuǎn)化等。本文主要研究利用快速熱解方式制備負(fù)載金屬的催化劑，并且研究其在木質(zhì)素加氫反應(yīng)中的催化作用。此外，我們研究了將不同來(lái)源的生物炭應(yīng)用于土壤修復(fù)時(shí)可能發(fā)生的生物

3、毒性影響，主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.利用快速熱解裝置一步熱解浸漬鎳鹽和鉬鹽的鋸末，得到負(fù)載納米金屬鎳和碳化鉬的生物炭催化劑Ni-Mo2C/C。將其應(yīng)用于木質(zhì)素加氫催化，得到的液體產(chǎn)物通過(guò)GC-MS分析產(chǎn)物類型及產(chǎn)率，結(jié)果表明添加催化劑反應(yīng)組中，產(chǎn)物相比對(duì)照組明顯增多且選擇性增加。
　　2.利用傳統(tǒng)化學(xué)還原法將鎳鹽和鉬鹽還原于同樣條件制備的生物炭上，得到催化劑材料(Ni-MoO2/C)應(yīng)用于木質(zhì)素加氫催化，并沒有得到

4、與Ni-Mo2C/C類似的良好效果，證明一步熱解方法具有顯著的優(yōu)越性。結(jié)合TEM，XRD，XPS等表征以及GC-MS產(chǎn)物分布推測(cè)可能的反應(yīng)機(jī)理，納米鎳和碳化鉬顆粒能有效進(jìn)攻碳氧雙鍵，且石墨化的碳基底結(jié)構(gòu)能幫助催化劑上電子轉(zhuǎn)移。
　　3.利用不同生物質(zhì)材料（稻殼、鋸末、蒲草）在相同條件下通過(guò)快速熱解得到生物炭材料，并且研究其提取液對(duì)于植物（小麥）、動(dòng)物（秀麗桿隱線蟲）、微生物（銅綠假單胞菌）的生長(zhǎng)影響。結(jié)果表明，稻殼、鋸末類生物炭浸