《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文.pdf

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一

一、引言

随着工业化的快速发展和人类生活水平的提高，环境污染问

题日益严重，尤其是水体污染和土壤污染。其中，有机污染物的

去除和治理成为环保领域的重要课题。生物炭作为一种新型的吸

附材料，因其具有较高的比表面积、良好的孔隙结构和较强的吸

附能力，被广泛应用于有机污染物的去除。本文以玉米秸秆芯为

原料，制备生物炭吸附剂，并对其性能进行研究，以期为有机污

染物的治理提供新的思路和方法。

二、材料与方法

1.材料

玉米秸秆芯、氢氧化钾（KOH）、盐酸等。

2.生物炭吸附剂的制备

（1）预处理：将玉米秸秆芯粉碎、清洗、烘干。

（2）炭化：将预处理后的玉米秸秆芯在管式炉中炭化，控制

温度和时间。

（3）活化：将炭化后的样品与KOH混合，再次进行炭化，

以扩大孔隙结构。

（4）洗涤与干燥：用盐酸洗涤活化后的样品，去除残留的

KOH，然后烘干。

3.性能测试

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采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、比

表面积及孔隙度分析仪等手段，对生物炭吸附剂的形貌、结构和

性能进行表征。同时，以有机污染物（如染料、农药等）为对象，

测试生物炭吸附剂的吸附性能。

三、结果与分析

1.生物炭吸附剂的形貌与结构

通过SEM观察，制备的生物炭吸附剂具有发达的孔隙结构和

较好的颗粒形态。XRD分析表明，生物炭吸附剂主要成分为无定

形碳，含有少量的结晶碳。比表面积及孔隙度分析显示，生物炭

吸附剂具有较高的比表面积和丰富的孔隙结构，有利于提高其吸

附性能。

2.生物炭吸附剂的吸附性能

以染料、农药等有机污染物为对象，测试生物炭吸附剂的吸

附性能。结果表明，生物炭吸附剂对有机污染物具有较好的吸附

效果，且吸附速率快、容量大。此外，生物炭吸附剂具有良好的

再生性能，经过多次循环使用后，仍能保持较高的吸附性能。

3.影响因素分析

（1）温度和时间：炭化温度和时间是影响生物炭吸附剂性能

的重要因素。适当提高炭化温度和延长时间，有利于扩大孔隙结

构，提高比表面积，从而增强吸附性能。

（2）KOH用量：KOH用量对生物炭吸附剂的孔隙结构和比

表面积有显著影响。适量增加KOH用量，可以进一步扩大孔隙

结构，提高比表面积和吸附性能。然而，KOH用量过多可能导致

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孔隙结构坍塌，反而降低吸附性能。因此，需要控制KOH的用

量。

（3）溶液pH值：溶液pH值对生物炭吸附剂的吸附性能有

一定影响。一般来说，当溶液pH值接近生物炭表面的等电点时，

有利于提高吸附性能。因此，在实际应用中，需要根据有机污染

物的性质和浓度等因素，选择合适的溶液pH值。

四、结论

本文以玉米秸秆芯为原料，制备了生物炭吸附剂，并对其性

能进行了研究。结果表明，制备的生物炭吸附剂具有较高的比表

面积、丰富的孔隙结构和较强的吸附能力，对有机污染物具有较

好的去除效果。同时，生物炭吸附剂具有良好的再生性能和较高

的经济效益，具有较好的应用前景。因此，利用玉米秸秆芯等农

业废弃物制备生物炭吸附剂，不仅可以实现资源的有效利用和环

境保护的双重目标，还可以为有机污染物的治理提供新的思路和

方法。