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生物炭是生物质热裂解后剩余的固体物,其比表面积低,需进一步加工和改性处理才可用作吸附材料。本文以生物质快速热裂解制取生物油后产生的裂解残渣为原料,研究了其热处理和改性特性,并考察了处理前后生物炭吸附酚类化合物的行为。利用BET、SEM、元素分析等多种手段对不同焙烧温度制备的生物炭进行表征。通过对生物炭进行酸、碱等处理,系统地研究了生物炭的吸附机理。以KOH、K2C03、ZnCl2等较为常见的活化剂对生物炭进行改性,筛选出最优活化剂,并考察了活化剂及其掺加量的影响,制得了介孔生物炭。利用制备的介孔生物炭吸附水体中的酚类化合物,研究了混合酚类化合物竞争吸附关系,并探究了生物油中活泼组分(酸、酮、醇)对介孔生物炭吸附苯酚的影响。在焙烧温度为500-900 ℃范围内,随着热解温度的升高,制备的生物炭灰分含量增多,收率减小,但其比表面积和孔容逐渐增大。元素分析表明,不同温度焙烧的生物炭(C+H)/O的比率及碱性官能团随着制备温度的升高而增大。以生物炭对苯酚的吸附为评价标准,获得了制备生物炭的最佳温度。不同温度制备生物炭吸附苯酚实验表明,随着焙烧温度的升高,其吸附苯酚能力越强,在焙烧温度为900 ℃制备生物炭吸附苯酚量可达87.78 mg/g,与裂解残渣吸附量3.71 mg/g相比,提高了 22.66倍,最优温度为900 ℃。对生物炭进行碱处理改性研究。改性的生物炭吸附醋酸后的FTIR分析表明生物炭的碱性位显著增加;改性生物炭对酚类化合物的有所增加,吸附既有物理吸附又有化学吸附,是二者共同作用的结果。不同活化剂对生物炭进行改性制备介孔生物炭研究发现,当K2C03做活化剂,与生物炭质量掺杂比为3,得到介孔生物炭的比表面积可达1924.70 m2/g,为改性前5.12倍,与改性前相比,孔容为1.17 cm3/g,为改性前的5.83倍,吸附苯酚量可达197.43 g/L,为改性前的2.25倍。介孔生物炭对单一酚类化合物具有很高的吸附率。除苯酚外,对间甲酚、2-甲氧基苯酚、对苯二酚的吸附率都在85%以上,然而介孔生物炭对混酚的吸附率较低,这表明介孔生物炭对酚类化合物存在竞争吸附关系。竞争吸附能力表现为:2-甲氧基苯酚、苯酚和对苯二酚竞争吸附能力相差不大,但间甲酚竞争吸附能力最弱。通过研究酸、酮、醇等生物油活性组分对介孔生物炭吸附苯酚类化合物的影响发现,酸、酮、醇都会是其吸附苯酚量降低,但不会产生太大影响。