【摘 要】
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污泥水热液化制备生物油技术作为一种能源消耗低且操作安全的生物质热转化技术,在其制备生物油的同时也有重金属污染等问题。重金属在水热液化过程中的迁移转化特性同样应得到足够重视。本文通过对重金属(铜、锌、铬、镉、铅)在不同温度及反应时间条件下水热液化过程中的迁移转化来探讨重金属的行为。结合电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS),发现在水热过程中,不同重金属表现出不同的迁移特性。随着温度及时间的增加,重金属
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污泥水热液化制备生物油技术作为一种能源消耗低且操作安全的生物质热转化技术,在其制备生物油的同时也有重金属污染等问题。重金属在水热液化过程中的迁移转化特性同样应得到足够重视。本文通过对重金属（铜、锌、铬、镉、铅）在不同温度及反应时间条件下水热液化过程中的迁移转化来探讨重金属的行为。结合电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）,发现在水热过程中,不同重金属表现出不同的迁移特性。随着温度及时间的增加,重金属转化为更稳定的形态。固相中重金属的浓度增加,但环境风险最多降低95.7%。使用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对污泥中有机质进行提取,并使用大豆蛋白作为模型化合物,结合电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、气相色谱-质谱连用仪（GC-MS）来探究水热过程中有机物与重金属的交互作用。实验结果表明,CTAB可有效提取污泥中蛋白质、多糖等有机质。在低温阶段（200℃以内）,重金属与有机物的结合未被破坏。重金属的加入增加了固相产物表面C、N元素所占比例,重金属与氮形成了-N:?M2+共价键;锌和铬的加入导致碳氧双键含量的上升,而铜、镉和铅则与羧基发生离子交换反应。水相中,Cu使芳香族化合物减少50%,其余重金属均使含氧杂环化合物含量大幅度减少。除Cr外,其余重金属均使酸类物质含量下降。当反应温度升至280°C时,以有机结合态赋存于污泥中的重金属大幅度减少,固体表面氧所占比例大幅度上升。重金属与氮的共价键消失,同时有吡啶-N生成。锌、铜、镉和铅都与羧基发生离子交换反应,同时生成金属氧化物。水相中,芳香族化合物及含氮杂环化合物为液相的主要成分,且不同重金属对其影响差别较小。
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