動(dòng)物熱解炭化物特性及對(duì)水中重金屬的去除研究.pdf

1、本研究針對(duì)豬、雞、甲魚等病死廢棄動(dòng)物的安全處置及水體重金屬污染問題，采用熱解炭化后的三種病死動(dòng)物炭化物進(jìn)行資源化利用，重點(diǎn)考察熱解炭化物的基本理化特性及其對(duì)水體中Cu2+和Hg2+等重金屬離子的去除效果，以及病死豬熱解炭化物功能化改性后對(duì)上述兩種重金屬離子的去除效果。
　　借助掃描電子顯微鏡元素分析儀(SEM&EDX)、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)及X射線衍射(XRD)等分析手段對(duì)豬、雞、甲魚熱解炭化物的理化性質(zhì)進(jìn)行了表征，分析了

2、其微觀結(jié)構(gòu)及其官能團(tuán)，發(fā)現(xiàn)三種炭化物都擁有較為發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造和較大的比表面積，其中豬熱解炭化物的比表面積達(dá)到50.44 m2/g，且表面出現(xiàn)較多PO43-等結(jié)構(gòu)特性。三種炭化物主要組成元素均為Ca、P、C、O等，與植物類原料熱解得到的生物質(zhì)炭有明顯差異。豬熱解炭化物中Ca含量高達(dá)52.37％，P含量為17.25％。三種炭化物中碳主要以無定型的形式存在，吸附Cu2+后沒有改變炭化物的晶型，都保持了原有的晶體結(jié)構(gòu)。
　　利用豬熱解炭化

3、物對(duì)水中的Cu2+和Hg2+進(jìn)行處理研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，豬熱解炭化物對(duì)水中Cu2+的吸附效果較好，最佳初始pH值為5.0，吸附容量達(dá)到46.12 mg/g，溫度的升高有利于熱解炭化物對(duì)Cu2+的去除，吸附容量從25℃時(shí)的38.60 mg/g增加至40℃的47.61 mg/g。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)力學(xué)模型及吸附等溫線模型分析，豬熱解炭化物對(duì)Cu2+的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，Langmuir模型能較好地表現(xiàn)Cu2+與豬熱解

4、炭化物之吸附過程。豬熱解炭化物對(duì)水中Hg2+也具有較好的吸附效果，初始pH=5.0時(shí)的吸附能力為14.57 mg/g，溫度的升高均有利于熱解炭化物對(duì)Hg2+的去除。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型及吸附等溫線模型分析，覺察實(shí)驗(yàn)中使用的豬熱解炭化物的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，且Langmuir方程模型能較真實(shí)地表述Hg2+與豬熱解炭化物之反應(yīng)行為。
　　利用豬熱解炭化物功能化改造后的炭化物對(duì)水中的Hg2+和Cu2+進(jìn)

5、行處理研究。利用表面修飾-SH的SiO2載體(MMS)合成的巰基功能化炭化物對(duì)水中Hg2+的吸附效果較好，最大吸附量達(dá)到84.81 mg/g; pH對(duì)巰基功能化豬炭化物吸附Hg2+效果的影響較小，而溫度的升高均有利于熱解炭化物及其巰基化合物對(duì)Hg2+的去除。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型及吸附等溫線模型分析，巰基功能化后的炭化物與Hg2+的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，且Langmiur方程能較真實(shí)地表現(xiàn)Hg2+與豬熱解炭