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生物炭基非金属过硫酸氢钾激发剂合成条件的优化

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生物炭基非金属过硫酸氢钾激发剂合成条件的优化

Date: 2021-03-26

  非金属碳基材料的出现为过硫酸氢钾激发剂的开发打开了一道新的大门,碳材料具有环境友好、地球资源丰富,同时结构性质易于调控的特点,石墨烯、碳纳米管、纳米金刚石等碳纳米材料作为新的过硫酸盐激发剂已被大量报道。

  有资料对目前生物炭基非金属过硫酸盐激发剂开发过程中采取的调控措施与改性手段进行了总结,汇总了生物炭基过硫酸盐氧化技术在难降解有机污染物削减方面的应用,同时介绍了新兴的生物炭驱动过硫酸盐激发的机理,末后展望了生物炭基过硫酸盐激发剂的发展方向。本文小编先为大家分享一下该生物炭基非金属过硫酸氢钾激发剂合成条件的优化:

  在该激发剂所用的前驱体中,包括了以农作物秸秆、稻壳、木屑为代表的木质纤维素类,和剩余污泥、藻类等含蛋白质和油脂的非木质纤维素类生物质,前驱体的选择可能对生物炭产率和性质有着重要的影响,然而,目前单一前驱体的研究较多,缺少对不同前驱体生物炭之间的系统比较,热解温度同样影响生物炭的结构性质。

  有学者发现在中低温热解温度条件下(低于700℃)制备的生物炭中存在长期性自由基,通过控制热解温度,可以影响长期性自由基的含量和种类,进而激发过硫酸盐实现苯酚的降解。

  后来有学者发现不同热解温度还能影响生物炭材料的缺陷含量,后者被认为是过一硫酸盐激发的重要位点;并且发现热解温度显明影响了污泥生物炭中的含氧官能团之间的转化,600℃相比300和800℃产生了越多的极性含氧基团,后者对过硫酸氢钾的吸附激发起关键作用。

  还有学者在制备木屑基生物炭过程中发现随着热解温度从300℃逐步上提到700℃,过硫酸盐的激发作用不断加强,相比于长期性自由基和含氧官能团,生物炭的导电性和供电子能力可能越为重要。有研究也表明高温热解越利于sp2杂化结构的生成,促使过硫酸盐的激发。并指出热解温度在改变生物炭结构活性的同时,也相应改变了过硫酸氢钾的激发机理。

  目前对于热解温度影响的报道较多,对升温速率和热解时间的研究较少,需要越多关注。载气同样影响生物炭的结构和表面性质,现阶段报道的生物炭合成多在氮气(管式炉)或空气(马弗炉)中进行,对于其他载气如氨气对生物炭的结构调控作用值得研究,同时,对于不同气体氛围产生的影响成果需要比较研究。