人粪生物炭的制备及性能分析

• 作者: 云玉攀 倪结文 尹福斌 张耀中 李子富 白晓凤
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 地球科学
• 关键词: 生物炭 人粪 热解 FTIR分析
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 矿业工程? 冶金工程? 环境工程? 化学与化学工程? 材料科学与工程
• 页码范围: 570-577
• 页数: 8页
• 分类号: X703.1
• 字数: 3982字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.03.003

摘要

以人粪为原料制备生物炭,以得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察制备过程中升温速率、热解温度和热解时间等因素对自制人粪生物碳吸附性能的影响.利用比表面积及孔径分析仪分析人粪生物碳的孔径分布和孔容以及比表面积.利用扫描电镜和XRD对生物碳的表面形貌和晶体结构进行分析.采用正交实验,确定最佳制备工艺条件.研究结果表明:在最优制备工艺条件下(升温速率15℃/min,热解温度600℃,热解时间70 min),人粪生物炭平均得率为49%,碘吸附平均值为682 mg/g,亚甲基蓝吸附平均值为93 mL/g.在最优条件下制得的人粪生物碳比表面积为690.8 m2/g,总孔容积为0.329 cm3/g,中孔容积和微孔容积分别为0.235 cm3/g和0.087 cm3/g,平均孔径2.832 nm.生物碳表面比较粗糙,呈现凹凸不平、蜂窝状结构,并且表面存在发达的、孔径不一的孔结构,孔的形状多样.自制人粪生物碳中一部分碳原子形成了比较稳定的片层石墨结构,有利于应用中生物炭性质保持相对稳定.