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徐州工程学院张学杨团队 CEJ：球磨-化学改性生物炭吸附VOCs性能及机理

时间：2022-07-17 来源：浏览：

徐州工程学院张学杨团队 CEJ：球磨-化学改性生物炭吸附VOCs性能及机理

原创化学与材料科学化学与材料科学

化学与材料科学

微信号 Chem-MSE

功能介绍聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

#球磨 1 个

#生物炭 4 个

#化学改性 1 个

#芳香族VOCs 1 个

#吸附机理 1 个

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大气环境中挥发性有机物（ VOCs ）是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物，可引发各种环境风险。生物炭由于其优良的孔隙结构和表面官能团特性，可作为一种高效、低成本的吸附剂去除环境污染物。

本研究以小麦秸秆为原料，在不同热解温度 (300℃ 、 450℃ 、 600℃) 下得到生物炭，通过球磨改性以提高生物炭的理化性质，并在球磨过程加入 H ₂ O ₂ 或 NH ₄ OH ，以探究化学球磨改性对不同温度的生物炭的吸附性能的影响（图 1 ）。球磨过程有效地改变了生物炭的形态特征（图 2 ），吸附能力比原始生物炭提高了 1.96 ~ 3.97 倍（图 3 ）。添加 H ₂ O ₂ 或 NH ₄ OH 对球磨生物炭的影响与热解温度有关。在较高热解温度下（ 450 ℃ 和 600 ℃ ），添加 NH ₄ OH 后球磨生物炭的吸附量进一步提高 1.33 ~ 1.64 倍和 1.22 ~ 1.97 倍。添加 H ₂ O ₂ 则会使低温热解（ 300 ℃ 和 450 ℃ ）的球磨生物炭的比表面积和吸附量均下降，而使 600 ℃ 的球磨生物炭的吸附量增加 1.18 ~ 1.99 倍。动力学分析表明， 300 ℃ 的球磨生物炭吸附 VOCs 过程更符合二级动力学模型，而 600 ℃ 的球磨生物炭吸附 VOCs 过程更符合一级动力学模型（图 4 ）。通过生物炭吸附量与比表面积以及非碳化有机质的相关性分析发现，球磨生物炭吸附 VOCs 的机理包括表面吸附以及吸收 - 分配。本研究成果为功能性生物炭的开发及大气污染物 VOCs 治理提供新思路。