改性生物炭作為吸附劑和催化劑載體的研究.pdf

1、污泥和農(nóng)林業(yè)廢棄物是兩大類廣泛存在的生物質(zhì)，需要尋求合理的方法來處理。熱解方法可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料生物油，同時有固體副產(chǎn)物生物炭生成。本論文以污泥和鋸末為原料，熱解得到污泥炭和鋸末炭。并將污泥炭進一步改性處理用于吸附污水中的有機污染物;鋸末炭進一步修飾改性后和光催化劑復合，用于降解污水中的有機污染物，提高了光催化效率。論文的具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.大量的剩余污泥帶來了嚴重的環(huán)境問題，熱解法處理污泥可以處理污泥并且回

2、收能源，同時會產(chǎn)生副產(chǎn)物污泥炭。我們在不同溫度(300，400，500和800C)下熱解污泥，得到污泥炭SC300，SC400，SC500和SC800，進步一通過酸處理除去污泥炭中的灰分，除去灰分的污泥炭為DA300，DA400，DA500和DA800。DA對1-萘酚的吸附量隨著熱解溫度的升高遞增，DA800對1-萘酚有超高的吸附量，為666 mg g-1。另外，我們先酸洗處理污泥，在不同溫度熱解酸洗污泥，得到DC300，DC400，D

3、C500和DC800。DC對1-萘酚的吸附量受熱解溫度影響很小。我們通過XPS，F(xiàn)TIR和Raman表征DA和DC的性質(zhì)隨熱解溫度變化的規(guī)律;通過SEM-EDS先掃描譜圖觀察SC中有機和無機元素隨熱解溫度不同的分布變化;結(jié)合DA和DC的表征結(jié)果和吸附行為，及SC元素分布變化，我們提出了溫度相關(guān)的灰分催化作用，促進形成高吸附量污泥炭的機理過程。
　　2.光照下，Ag3PO4有高的有機物光氧化降解性能。但是，Ag3PO4顆粒粒徑較大降

4、低它的光響應(yīng)能力;較高的導帶點位使Ag3PO4容易被光生電子還原為Ag0，限制催化劑的實際應(yīng)用。為了克服這些缺點，我們通過液相沉積法將Ag3PO4生長在氨基修飾生物炭(AMB)上，得到Ag3PO4/AMB復合材料;其中AMB是在鋸末熱解得到的鋸末炭表面修飾氨基得到的。在AMB不存在的情況下，同樣方法合成了單純的Ag3PO4。將Ag3PO4/AMB和Ag3PO4用于光催化降解水溶液中的苯酚，Ag3PO4/AMB存在時，苯酚在120 min

5、內(nèi)幾乎全部被降解;Ag3PO4存在時，120 min時只有50％的苯酚被降解。可見，AMB和Ag3PO4復合可以大大提高其光催化效率。我們通過XRD，SEM，SEM-EDS，Raman和XPS表征了Ag3PO4/AMB和Ag3PO4的組成和表面形貌，結(jié)果顯示復合材料中Ag3PO4生長于AMB表面，AMB表面還有少量被還原的Ag納米顆粒。紫外-可見漫反射光譜結(jié)果表明，Ag3PO4/AMB復合材料對光的吸收能力強于單純的Ag3PO4。從電化