X射线光电子能谱与13 C核磁共振在生物质碳表征中的应用

• 作者: 孙可 康明洁 徐东昱 王子莹 赵烨 金洁 韩兰芳 颜钰
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 化学
• 关键词: 生物质碳 元素分析 X射线光电子能谱 固态13C核磁共振
• 年，卷（期）: 2014,（12）
• 页码范围: 3415-3418
• 页数: 4页
• 分类号: O657.3
• 字数: 1418字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2014)12-3415-04

摘要

近年来，生物质碳（biochar）作为新型吸附剂被广泛研究。但由于制备biochar的生物质原料和热解温度的不同，使biochar的结构和组成存在差异，从而影响其对污染物的吸附。目前关于biochar的结构和组成的研究还不够全面。因此，结合了能谱与光谱分析的手段，对biochar的结构和组成进行了深入的分析。选取木质类（柳树枝条）和草类（水稻秸秆）作为原料，分别在不同热解温度（300，450和600℃）下制得bio-chars，并对biochars样品进行元素分析、X射线光电子能谱分析（XPS）和固态13C核磁共振（13CNMR）研究，以阐明不同热解温度和生物质来源的biochars的结构和组成。结果显示：biochar的H／C，O／C和（O＋N）／C的比值随着热解温度的升高而降低；草类biochar比木质类biochar具有更高的灰分含量和表面极性；木质类biochar的矿物主要分布在样品颗粒内部，其表面被有机质覆盖，而草类biochar部分矿物暴露在样品颗粒表面；13CNMR显示低温制得的biochar主要由芳香碳、脂肪碳、羧基和羰基碳组成，高温制得的biochar主要由芳香碳组成，且低温制得biochars中，木质类biochars比草类biochars含有更高的木质素的残留碳结构，这是由于木质类biochars原材料中含有更高的木质素。