竹基生物炭制备方法及其对苯吸附的影响研究

doi:10.13209/j.0479-8023.2024.112

北京大学学报自然科学版 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (2): 335-342.DOI: 10.13209/j.0479-8023.2024.112

竹基生物炭制备方法及其对苯吸附的影响研究

曾子弱, 李凯, 李晓康, 杨薪玉, 龚元均, 李原^†, 王飞, 宁平

昆明理工大学环境科学与工程学院, 昆明 650500

收稿日期:2024-06-24 修回日期:2024-08-06 出版日期:2025-03-20 发布日期:2025-03-20
通讯作者: 李原, E-mail: liyuaninkm(at)126.com
基金资助:
云南省重大科技专项计划(202202AG050005)资助

Influence of Preparation Methods for Bamboo-Based Biochar on Its Benzene Adsorption Performance

ZENG Ziruo, LI Kai, LI Xiaokang, YANG Xinyu, GONG Yuanjun, LI Yuan^†, WANG Fei, NING Ping

Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500

Received:2024-06-24 Revised:2024-08-06 Online:2025-03-20 Published:2025-03-20
Contact: LI Yuan, E-mail: liyuaninkm(at)126.com

摘要/Abstract

摘要：

以黄竹茎为原料, 分别通过高温热解法和水热炭化法制备热解炭BC-700和水热炭HBC-190/700, 并在55°C下进行苯吸附性能测试。结果显示, 水热炭HBC-190/700对苯的吸附效果是热解炭BC-700的3倍。进一步使用比表面积与孔隙度分析(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)、拉曼光谱分析(Raman)和傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)等表征手段, 探讨制备方法对吸附剂物理和化学性质的影响。SEM图像显示水热炭HBC-190/700表面有大量碳微球堆积, 形成缝隙孔。BET结果表明水热炭HBC-190/700呈现微孔和介孔的等级孔分布, 有利于苯的传质转移。此外, FT-IR结果表明, 水热炭HBC-190/700的芳香族官能团是苯吸附的关键因素。

关键词: 苯蒸气, 生物炭, 多孔碳微球, 吸附

Abstract:

Using the stems of Dendrocalamus membranaceus Munro as raw materials, pyrolysis char BC-700 and hydrochar HBC-190/700 were prepared by the high-temperature pyrolysis method and the hydrothermal roasting method, respectively. Then, their benzene adsorption performance was evaluated at 55°C. The results showed that the adsorption effect of biochar HBC-190/700 on benzene was three times that of BC-700. Furthermore, the influence of preparation methods on the physical and chemical properties of the adsorbents was investigated using characterization techniques such as BET, XRD, SEM, Raman and FT-IR. SEM results indicated that many carbon microspheres were accumulated on the surface of hydrothermal carbon HBC-190/700, resulting in the formation of crevice pores. BET analysis showed that the hydrothermal carbon HBC-190/700 presented a hierarchical pore distribution of micropores and mesopores, which was conducive to the mass transfer of benzene. In addition, FT-IR analysis revealed that the aromatic functional groups of HBC-190/700 were the key factors for benzene adsorption.

Key words: benzene vapor, biochar, porous carbon microspheres, adsorption

曾子弱, 李凯, 李晓康, 杨薪玉, 龚元均, 李原, 王飞, 宁平. 竹基生物炭制备方法及其对苯吸附的影响研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2025, 61(2): 335-342.

ZENG Ziruo, LI Kai, LI Xiaokang, YANG Xinyu, GONG Yuanjun, LI Yuan, WANG Fei, NING Ping. Influence of Preparation Methods for Bamboo-Based Biochar on Its Benzene Adsorption Performance[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2025, 61(2): 335-342.

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