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生物质来源广、无污染、可再生,是优质液体碳氢化合物资源。以生物质热解油(生物油)为原料,利用其富含有潜在利用价值的含氧化合物如醛、酸、酮等物质的特性,制备出不同功能性吸附材料,提高了生物油的利用价值和附加值。利用红外光谱、热重、扫描电镜、X-射线光电子衍射分析(XPS)等分析方法对吸附材料的结构与形态进行表征;探究了吸附剂对典型的重金属代表Cu2+与有机染料(孔雀石绿)废液的吸附特性,并对其吸附过程和可能的吸附机理进行了分析和讨论探究。该研究为生物质油的利用提供了一种新型的利用途径。
(1)以生物油重组分为原料通过改性-交联-聚合可制备出一种对重金属离子有优良吸附性的高分子微球,通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),热重分析仪(TG),N2吸附-脱附等温线分析,扫描电子显微镜(SEM),元素分析仪,X-射线光电子能谱分析(XPS)等表征分析了样品的结构和形态等特征。首先对生物油进行预处理,将预处理的生物油与苯酚,甲醛交联成聚合物;然后通过海藻酸钠溶胶-凝胶法将聚合物包封到微球中。通过平行对比实验发现(相同方法下,未添加生物油所制备的微球,及生物油未经预处理所制备的微球),由预处理后生物油所制备的微球对典型的重金属Cu2+有良好的吸附性,最大吸附容量为194.54mg/g(293K),优于一般文献所报道的吸附量。吸附过程遵循拟二级动力学,并且与Langmuir等温线模型拟合得很好。吸附过程属于吸热和自发进行的过程。
(2)以生物油重组分为碳源,通过改性、炭化两步法制备出生物油基活性炭(BO-AC),探究了制备BO-AC的最佳条件,对其组成和外观形貌采用FT-IR、N2吸附-脱附分析仪、SEM、XPS等方法进行了表征。首先将生物油重组分与尿素以5:6的质量比在160℃的油浴中反应4h,然后将得到的产物与KOH以质量比为1:2的比例混合、研磨,并置于管式炭化炉中进行炭化,可制备出比表面积达1891.65m2/g的活性炭。将所制备的生物油基活性炭用于吸附孔雀石绿,结果表明,该方法制备出的活性炭对孔雀石绿具有良好的吸附能力,是一个自发放热的反应。吸附量达1291mg/g(293K),吸附过程符合拟一级动力学和Langmuir吸附等温式,是一个物理吸附为主的单层吸附。其使用五次之后的重复使用率降低33%。
本研究利用了生物油含氧多的特性,将其制成不同种类的功能性吸附剂,并应用于污染物的吸附,为废弃生物油的升值和应用提供了一条可行的思路。
(1)以生物油重组分为原料通过改性-交联-聚合可制备出一种对重金属离子有优良吸附性的高分子微球,通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),热重分析仪(TG),N2吸附-脱附等温线分析,扫描电子显微镜(SEM),元素分析仪,X-射线光电子能谱分析(XPS)等表征分析了样品的结构和形态等特征。首先对生物油进行预处理,将预处理的生物油与苯酚,甲醛交联成聚合物;然后通过海藻酸钠溶胶-凝胶法将聚合物包封到微球中。通过平行对比实验发现(相同方法下,未添加生物油所制备的微球,及生物油未经预处理所制备的微球),由预处理后生物油所制备的微球对典型的重金属Cu2+有良好的吸附性,最大吸附容量为194.54mg/g(293K),优于一般文献所报道的吸附量。吸附过程遵循拟二级动力学,并且与Langmuir等温线模型拟合得很好。吸附过程属于吸热和自发进行的过程。
(2)以生物油重组分为碳源,通过改性、炭化两步法制备出生物油基活性炭(BO-AC),探究了制备BO-AC的最佳条件,对其组成和外观形貌采用FT-IR、N2吸附-脱附分析仪、SEM、XPS等方法进行了表征。首先将生物油重组分与尿素以5:6的质量比在160℃的油浴中反应4h,然后将得到的产物与KOH以质量比为1:2的比例混合、研磨,并置于管式炭化炉中进行炭化,可制备出比表面积达1891.65m2/g的活性炭。将所制备的生物油基活性炭用于吸附孔雀石绿,结果表明,该方法制备出的活性炭对孔雀石绿具有良好的吸附能力,是一个自发放热的反应。吸附量达1291mg/g(293K),吸附过程符合拟一级动力学和Langmuir吸附等温式,是一个物理吸附为主的单层吸附。其使用五次之后的重复使用率降低33%。
本研究利用了生物油含氧多的特性,将其制成不同种类的功能性吸附剂,并应用于污染物的吸附,为废弃生物油的升值和应用提供了一条可行的思路。