發(fā)布時間：2022-04-23 09:59

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長,環(huán)境重金屬污染問題日益突出。我國是農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)資源豐富,但浪費嚴重。將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物炭,并將其應(yīng)用于環(huán)境污染治理是有效利用生物質(zhì)資源、改善環(huán)境污染的有效途徑之一。但是生物炭的特性受原料種類和熱裂解工藝的影響極大,且大多生物炭需要經(jīng)過改性才能成為良好的吸附劑。因此,本文主要通過比較不同原料、制備條件和改性方法對生物炭特性及污染物去除的影響,探索生物炭去除重金屬的機理。具體內(nèi)容如下:選用不同原料并采用慢速熱裂解、快速熱裂解和氣化三種熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式制備不同的生物炭。通過電鏡掃描（SEM）、元素測定、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和比表面積測定等方法表征了生物炭的特性,通過電感耦合等離子發(fā)射光譜（ICP-AES）和紫外-可見分光光度計（UV-Vis）分別測定了不同生物炭對重金屬離子和亞甲基藍（MB）的去除效率,并將快速熱裂解稻殼炭應(yīng)用于酸性鉛污染的土壤,旨在探索原料及熱裂解工藝對生物炭的特性及其去除污染物效率的影響。結(jié)果表明:隨溫度升高,生物炭產(chǎn)量（38.15%-43.45%）、氧含量（6.50%-24.20%）、氫含量、O/C比和H/C比降低,而灰分含量（2... 

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 生物炭概述
        1.1.1 生物質(zhì)的熱裂解
        1.1.2 生物炭的制備方法
        1.1.3 生物炭的特性及影響因素
    1.2 重金屬污染現(xiàn)狀
        1.2.1 重金屬污染物的來源及特點
        1.2.2 環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀
    1.3 重金屬污染去除技術(shù)
        1.3.1 水溶液中重金屬的去除技術(shù)
        1.3.2 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)
    1.4 生物炭去除重金屬離子的研究進展
        1.4.1 生物炭去除水中重金屬離子的研究
        1.4.2 生物炭去除土壤中重金屬離子的研究
        1.4.3 生物炭去除重金屬離子的機制
        1.4.4 生物炭吸附重金屬離子的等溫模型
        1.4.5 生物炭吸附重金屬離子的動力學(xué)模型
    1.5 生物炭的改性
        1.5.1 物理改性
        1.5.2 化學(xué)改性
        1.5.3 生物炭的磁化處理
        1.5.4 金屬氧化物改性
    1.6 課題研究的目的意義、技術(shù)路線及主要內(nèi)容
        1.6.1 本研究的意義
        1.6.2 技術(shù)路線
        1.6.3 主要研究內(nèi)容
第二章 生物炭的制備、特性分析及去除污染物的研究
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 試驗試劑與儀器
        2.2.2 生物炭的制備
        2.2.3 生物炭特性測定方法
        2.2.4 生物炭吸附試驗
        2.2.5 土壤試驗
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 生物炭產(chǎn)量分析
        2.3.2 生物炭基本理化性質(zhì)比較
        2.3.3 不同生物炭表面形態(tài)及比表面積分析
        2.3.4 不同生物炭表面官能團分析
        2.3.5 不同生物炭去除污染物效率比較
        2.3.6 生物炭對酸性茶園土壤中可浸提元素的影響
    2.4 本章小結(jié)
第三章 五種生物炭去除溶液中重金屬離子的機理分析
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗試劑與儀器
        3.2.2 生物炭的制備
        3.2.3 生物炭中無機組分的去除方法
        3.2.4 生物炭中有機組分的去除方法
        3.2.5 生物炭特性測定方法
        3.2.6 生物炭吸附重金屬離子前后溶液p H值測定
        3.2.7 生物炭吸附重金屬前后溶液中金屬元素和磷元素濃度的測定
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 生物炭吸附重金屬后表面官能團的變化
        3.3.2 生物炭吸附重金屬后表面晶體種類的變化
        3.3.3 生物炭吸附重金屬后溶液p H值的變化
        3.3.4 生物炭吸附重金屬后溶液中離子濃度的變化
        3.3.5 酸洗對生物炭吸附重金屬離子的影響
        3.3.6 有機組分的去除對生物炭吸附重金屬離子的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 五種生物炭的改性及其去除溶液中單一/混合重金屬離子的機理研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗試劑與儀器
        4.2.2 生物炭的制備與改性
        4.2.3 改性生物炭的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 生物炭表面形態(tài)和比表面積分析
        4.3.2 不同改性生物炭去除重金屬效率的比較
        4.3.3 H_2O_2改性牛糞炭的灰分和元素分析
        4.3.4 H_2O_2改性牛糞炭吸附重金屬前后表面元素分析(EDS)
        4.3.5 生物炭吸附重金屬前后XRD分析
        4.3.6 生物炭表面酸性官能團含量及吸附重金屬前后FTIR圖譜分析
        4.3.7 生物炭吸附重金屬離子的等溫線
        4.3.8 吸附等溫模型
        4.3.9 生物炭吸附單一Pb~(2+)的動力學(xué)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 快速熱裂解桃枝炭的改性及其去除溶液中Pb~(2+)/Cd~(2+)及亞甲基藍的機理研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗試劑與儀器
        5.2.2 快速熱裂解桃枝炭的制備與改性
        5.2.3 桃枝炭特性測定方法
        5.2.4 改性桃枝炭吸附試驗
        5.2.5 吸附模型
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 改性桃枝炭掃描電鏡分析及FeCl_3-PEB表面Fe元素分析
        5.3.2 改性桃枝炭的元素分析
        5.3.3 改性桃枝炭比表面積及孔容分析
        5.3.4 改性桃枝炭表面官能團分析
        5.3.5 改性桃枝炭的XRD分析
        5.3.6 改性桃枝炭去除Pb~(2+)/Cd~(2+)/亞甲基藍效率的比較
        5.3.7 KOH-PEB和 H_3PO_4-Air-PEB吸附等溫曲線
        5.3.8 KOH-PEB和 H_3PO_4-Air-PEB吸附Pb~(2+)和亞甲基藍動力學(xué)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3646956