鉻是對人類構(gòu)成最大威脅的17種化學品之一,Cr（Ⅵ）具有毒性和致癌性,鉻污染是一個嚴重的威脅。本文以市政污泥為原料制得污泥基生物炭,用于處理水體中Cr。本文確定最優(yōu)熱解溫度、改性材料與加載比例,制備高效吸附水體中重金屬Cr（Ⅵ）的改性生物炭。揭示改性生物炭吸附重金屬的影響因素,解析吸附-還原機理,評估重金屬吸附性能。主要結(jié)論如下:（1）選擇600℃為市政污泥熱解制備生物炭的最佳溫度。BC600有機質(zhì)完全碳化,分布大量納米級孔隙。BC600含有大量Si、C、O元素,高毒性的重金屬元素含量較低。生物炭表面含有一定量官能團如-OH,C-H和C=C,芳香化程度高。（2）nZVI改性的生物炭吸附效果最好,nZVI按Fe計為BC600質(zhì)量的兩倍為最優(yōu)加載比。nZVI-BC表面存在大量不均勻絮狀物,形成穩(wěn)定的nZVI-BC復合材料,且加載的nZVI顯著改善生物炭的比表面積。改性過程中nZVI與BC600表面-OH、C=C、芳香性-OH及芳香性C-H基團發(fā)生反應,形成類似于-COO-Fe-以及-C-O-Fe-的官能團,部分nZVI被氧化為Fe（III）與羧基結(jié)合。制備、干燥過程中有小部分nZVI被氧化... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

市政污泥原材料的TG、DTG及DSC曲線

解溫度制備的污泥基生物炭 BC600 展開研究。2.3 生物炭的表征2.3.1 表面性質(zhì)最佳熱解溫度制備的污泥基生物炭 BC600 的表面微觀形貌如圖 2-2 所示。圖 2-2（a）中 500 倍放大下的 BC600 有機質(zhì)完全碳化，表面較為平滑，微觀孔隙和表面褶皺的分布比較均一，存在少量碎屑，這是由于揮發(fā)部分的流失以及灰分中如碳酸鹽之類的鹽類的分解重組形成的微觀結(jié)構(gòu)；圖 2-2（b）中 5000 倍放大下的 BC600 表面上可以觀察到分布著大量的納米級孔隙，這可能是由于污泥熔化變?yōu)闊崴芟嘀虚g體，隨著次級揮發(fā)物的生成，有大量氣體逸出，撐大了孔道。

圖 2-3 污泥基生物炭 BC600 的 X 射線衍射（XRD）譜圖BC600 的 XRD 譜圖如圖 2-3 所示。BC600 中主特征峰代表 SiO2晶型炭中 SiO2含量較多，且出現(xiàn)了較多的雜峰，這可能是由于存在其他較氧化物所致。3 官能團分析據(jù)污泥基生物炭 BC600 的 FT-IR 譜圖與 Boehm 滴定來評估生物炭上能團的種類與豐富度。官能團可以充當電子供體，去電子的羥基或羰需去除的重金屬形成絡合反應，也有利于與后續(xù)改性材料的結(jié)合。


本文編號：3527552