水體中的重金屬會對水生系統(tǒng)以及人類健康造成嚴重威脅,吸附法是處理重金屬廢水的有效途徑之一。生物炭具有多孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面官能團,是一種廉價易得的高效吸附劑。為了實現(xiàn)西藏地區(qū)生物質(zhì)資源的高效利用,本文選用青稞秸稈和牦牛糞便為原料,對其組成成分和熱解特性進行分析,并將二者按照一定的質(zhì)量比例混合,在不同環(huán)境條件下,通過熱解制備生物炭。采用元素分析、SEM-EDS、FTIR、BET、TGA等技術(shù)對生物炭理化性質(zhì)進行表征分析,研究吸附條件對生物炭吸附重金屬Cd效率的影響規(guī)律。并結(jié)合本研究及相關(guān)文獻報道,基于機器學習理論,采用DT模型、GBDT模型、XGBoost模型和Stacking模型,依據(jù)生物炭的理化性質(zhì)和吸附條件等預(yù)測生物炭對于各類重金屬離子的吸附效率。主要研究結(jié)果如下:(1)青稞秸稈的碳含量、揮發(fā)性有機物、固定碳含量顯著高于牦牛糞便,其纖維素含量是牦牛糞便的6.5倍,牦牛糞便中則含有更多的木質(zhì)素。采用熱重分析儀對青稞秸稈和牦牛糞便的熱解特性進行分析,生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化的適宜溫度在360～590℃之間。(2)秸稈生物炭的碳含量較高、比表面積較小,糞便生物炭的陽離子交換量、灰分較高,表面官能團更豐...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1淺層機器學習常用模型分類

西北大學碩士學位論文8pH的升高，吸附效果顯著增強。Liu等[30]研究小麥秸稈生物炭對于水溶液中Cd2+的最大吸附量為69.8mg/g，吸附機制主要包括礦物沉淀、表面絡(luò)合和陽離子-相互作用，其中陽離子-機理對于吸附結(jié)果的貢獻率為5.42~48.58%，礦物沉淀為32.12~72....

圖1.2技術(shù)路線圖

西北大學碩士學位論文12圖1.2技術(shù)路線圖

圖2.2生物質(zhì)原料及其混合物的TG/DTG曲線圖

西北大學碩士學位論文18關(guān)系[48]，圖2.2顯示了兩種原料及其各種混合物的TG和DTG曲線。由DTG曲線可以看出所有原料在熱解過程均顯示明顯的兩個峰，但是由于原料組成及結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致DTG曲線中峰出現(xiàn)的溫度和峰所呈現(xiàn)的形狀存在顯著差異[49]。圖2.2生物質(zhì)原料及其混合物的TG....

圖3.1生物炭產(chǎn)率與TG曲線對比圖

第三章生物炭的制備及表征分析25于吸附水溶液中的重金屬離子時，其自身堿性有利于促進吸附過程，生物炭的pH值越高，對此類重金屬的吸附效果就越好。由于原料配比、熱解溫度和環(huán)境壓力的差異，生物炭的灰分在14.13~60.61％的較大范圍內(nèi)變化，在較高溫度下制備的生物炭含有更高的灰分。原....

本文編號：3961986