导　　师： 尹光彩;彭晓春

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 本文以巨菌草(Pennisetum giganteum z.x.lin)为生物炭原材料,分别采用高锰酸钾和过氧化氢溶液浸渍原材料,再在氮气条件、较低热解温度(300℃)下快速热解1h,分别制得改性生物炭JMB1和JMB2,并与改性前生物炭(JBC)作对比。采用元素分析仪、扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)、比表面积分析仪、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)等技术分别表征和分析了生物炭表面主要元素含量、形态特征、比表面积和孔隙度、晶体结构、表面官能团以及表面主要元素的价态变化。并通过探究反应时间、Cd(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、反应温度等对生物炭在溶液中吸附Cd(Ⅱ)的影响,分析改性生物炭对Cd(Ⅱ)的吸附机制。通过将生物炭分别添加到模拟土壤和实际污染土壤,探讨添加生物炭后对土壤pH值、阳离子交换量等的影响,并进一步研究材料对实际污染土壤中镉赋存形态、可交换性盐基离子和有效态锰的影响,从而分析改性生物炭对镉污染土壤的修复作用。本文的主要结论如下:(1)在吸附实验中,JBC和JMB1对Cd(Ⅱ)的吸附均符合拟二级动力学模型,即以化学吸附为主,且IMB1对Cd(Ⅱ)的吸附性更强;而JMB2对Cd(Ⅱ)的吸附更倾向于拟一级动力学模型,即以物理吸附为主。相比Freundlich模型,三种材料对Cd(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型,其最大吸附量分别为:JMB1(90.32 mg/g)>JMB2(45.18 mg/g)>JBC(41.79 mg/g)。(2)选取对Cd(Ⅱ)吸附更强的JMB1进一步探讨溶液中pH值对材料吸附性能的影响,并通过XPS图谱分析吸附前后JMB1表面元素价态的变化,结果表明吸附后π键芳香基团消失,JMB1表面的羟基(-OH)和Cd(Ⅱ)的中心形成表面络合物,由此可知:JMB1对Cd(Ⅱ)的吸附机制主要有沉淀作用、表面络合和阳离子π作用。(3)将生物炭用于模拟土壤实验中,结果表明:添加生物炭能显著提高土壤pH值和阳离子交换量(CEC),根据这

关 键 词： 生物炭 高锰酸钾 过氧化氢 吸附

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