不同原料生物質炭基本性質及其對溶液中Cd2+和Pb2+吸附特性的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化農業(yè)的發(fā)展，農作物產量增加的同時農業(yè)廢棄物的總量也呈上升趨勢。但目前其利用率很低，由于不合理的處理方式導致水體、大氣、土壤等方面受到污染。我國是一個農業(yè)大國，目前已成為世界上農業(yè)廢棄物產出率最大的國家，因此農業(yè)廢棄物的資源化利用和無害化處理對我國尤為重要，生物質炭是由植物生物質在完全或部分缺氧的情況下經熱裂解炭化產生的一類高度芳香化難熔性固態(tài)物質。作為農業(yè)廢棄物資源化方法的一種，利用農業(yè)廢棄物制備生物質炭可以有效地解決農業(yè)廢棄

2、物的處理與處置問題.由于其具有高度的穩(wěn)定性和較強的吸附性能，在全球碳生物地球化學循環(huán)、氣候變化和環(huán)境系統(tǒng)中也發(fā)揮重要作用。本論文選擇三種不同作物原料經350℃～500℃熱裂解制成的生物質炭，研究三種生物質炭的特性，揭示生物質炭對土壤改良的作用機理，探討三種生物質炭作為土壤改良劑對提高土壤肥力等方面的潛在價值。并進一步開展了其對水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性的研究，結合生物質炭特性揭示其作用機理，并探討生物質炭作為吸附材料對處理重金

3、屬污水的潛在價值。主要研究結果如下:
　　 1.以小麥秸稈、玉米秸稈和花生殼為原料熱裂解制成的生物質炭為對象，研究了三種不同生物質炭的基本理化性質、表面特性和養(yǎng)分特性。不同生物質炭性質的差異性主要取決于其原料的不同，三種生物質炭均具有較大的pH值，填充密度均較低?；ㄉ鷼ぬ康碾妼始八苄喳}總量均遠高于另外兩種生物質炭，說明在改良土壤理化性質、提高土壤肥力方面，花生殼炭比小麥秸稈炭和玉米秸稈炭具有更大的優(yōu)勢.玉米秸稈炭的陽離子交換

4、量與含氧官能團量都高于小麥秸稈炭和花生殼炭，說明玉米秸稈炭具有良好的吸附特性。玉米秸稈炭的碳氮比、全鉀、速效鉀、速效磷和速效氮含量均高于小麥秸稈炭與花生殼炭，說明玉米秸稈炭還可以為植物提供速效養(yǎng)分.
　　 2.研究了三種生物質炭對水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性，考察pH值、吸附時間、溶液初始質量濃、生物質炭粒徑和投加量對吸附效果的影響。結果表明:生物質炭對Cd2+和Pb2+的吸附約10min即達平衡。三種生物質炭對Cd2+

5、和Pb2+的等溫吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程擬合。三種生物質炭對Cd2+和Pb2+的最大吸附量相當于或高于粘土礦物，且玉米秸稈炭對Cd2+和Pb2+的最大吸附量遠大于小麥秸稈炭和花生殼炭。在生物黑炭投加量為150mg(6g· L-1)時，三種生物黑炭對溶液Cd2+的去除率均在90％以上，玉米秸稈炭對溶液Pb2+的去除率達90.30％，而小麥秸稈炭和花生殼炭的去除率僅為52％和47％，玉米秸稈炭有望成為處理重金