中空高比表面生物活性炭的制备及分析应用文献综述
2020-05-02 05:05
文 献 综 述 1.生物质活性炭 生物炭是指生物质在缺氧条件下高温热裂解形成的固体物质,其主要组成元素为碳、氢、氧、氮等,还包含少量微量元素,含碳量一般在60%以上[1-2]。
在炭化过程中,非碳元素分解和逸出形成孔洞结构,因此具有一定的孔隙度和比表面积。
生物炭表面官能团十分丰富,包 含羧基、酚羟基、酸酐等多种基团。
由于碳原子彼此间以极强的亲和力结合,生物炭具有很高的化学和生物学稳定性,且可溶性极低。
生物炭的这些基本性质使其具有吸附性能、催化性能和抗生物分解性能,在农业、能源、环境等领域都有广泛的应用[3]。
2.生物质活性炭的原料 生物炭的原料来源十分广泛,根据文献报道,许多农林业的副产物,例如枣核、核桃壳、玉米芯、棉花、竹废料、玉米秸秆等,都被尝试用于制备低成本的生物炭[4]。
制备生物炭最常用的方法是热裂解法,即在没有氧气或者有限供养的环境中热分解有机材料。
热解温度是生物炭理化性质最重要的影响因素,较高热解温度下制备生物炭通常由较高的pH、灰分含量、阳离子交换容量、比表面积以及较多的微孔和较强的疏水性,对有机污染物的去除往往更有效[5]。
而较低温度下制备的生物炭,所含有的化学反应活性位点和稳定的碳氧复合物的数量就更多,更适合于通过静电吸引和沉淀作用去除无机或极性有机污染物。
通过简单的裂解炭化的方法得到的生物炭孔隙率有限,而如果在炭化过程中或炭化后辅以物理或者化学活化,则可以得到生物质活性炭。
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