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1、分類號:X510710-2015129078碩士學(xué)位論文生物炭及其改性材料對鉛的吸附研究高超群導(dǎo)師姓名職稱易秀教授姜凌副教授申請學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱環(huán)境工程論文提交日期2018年4月25日論文答辯日期2018年6月4日學(xué)位授予單位長安大學(xué)StudyonadsorptionofleadbybiocharanditsmodifiedmaterialsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoChaoqunSupervisor：Prof.YiXiu;Prof.JiangLingChang’an
2、University,Xi’an,China論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：年月日論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開閱覽、借閱以及申請專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時
3、，署名單位仍然為長安大學(xué)。（涉密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月摘要生物炭是一種將木材、秸稈、動物糞便等生物質(zhì)原料，在部分或者完全缺氧的條件下，通過高溫?zé)峤馍傻囊活愝^穩(wěn)定的、孔隙豐富的生物材料。由于生物炭含有比較豐富的酸性含氧官能團、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，對重金屬等污染物有吸附作用，同時對土壤改良也有顯著的效果。本文以獼猴桃樹枝為原料，制備了不同熱解溫度條件下的生物炭，并對其進(jìn)行了酸堿兩步改性和殼聚糖改性。利用冷場掃描電鏡、傅里葉紅外光譜以及X射線衍射對制備的生物炭材料進(jìn)行表征分析。研究了溶液不同pH值、不同生物炭投加2+量以
4、及吸附時間對吸附效果的影響，探討了生物炭對溶液中Pb的吸附動力學(xué)和吸附等溫線。并通過土壤培養(yǎng)實驗研究了生物炭材料對土壤pH以及土壤中有效態(tài)鉛的影響。主要得出以下結(jié)論：（1）原狀生物炭的產(chǎn)率與熱解溫度呈負(fù)相關(guān)，生物炭的灰分和pH與熱解溫度顯著2+正相關(guān)，生物炭的pH和灰分含量存在著顯著的正相關(guān)關(guān)系。生物炭對溶液中Pb的吸2+附能力與熱解溫度呈正相關(guān)，熱解溫度從250℃上升到750℃，生物炭對Pb的吸附容-1-12+量從88.24mg·g升高到150.24mg·g，對溶液中Pb的去除率從44.12%提高到75.12%。（2）經(jīng)酸堿兩步改性的生物炭表面更加
5、光滑，灰分含量少，生物炭骨架有塌陷、斷裂的情況出現(xiàn)。而殼聚糖改性的生物炭并未看到明顯的孔隙結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出比較密實的團狀結(jié)構(gòu)。兩種方法改性的生物炭羥基和羧基數(shù)量有所增加。3種生物炭的XRD圖譜均表現(xiàn)出非晶結(jié)構(gòu)，改性后生物炭的結(jié)晶程度均增強，經(jīng)殼聚糖改性后，出現(xiàn)了殼聚糖的衍射峰。（3）原狀獼猴桃樹枝生物炭、酸堿兩步改性生物炭和殼聚糖改性生物炭在pH值為2+2～6的范圍內(nèi)，對溶液中Pb的吸附量隨著pH值的升高而增多，殼聚糖改性生物炭對2+溶液pH變化幅度不大。生物炭對溶液中Pb的去除率隨著投加量的增多而增多，但是吸附量卻隨著投加量的增多而減小。2+2（4）3
6、種生物炭對溶液中Pb的吸附符合擬二級動力學(xué)方程，Radj分別為0.9924、0.9968、0.9942，其吸附過程可分為膜擴散和顆粒內(nèi)擴散過程兩個階段。生物炭對溶液2+2中Pb的吸附規(guī)律符合Freundlich等溫吸附模型，Radj分別為0.9980、0.9908、0.9904。2+（5）與原狀生物炭相比，酸堿兩步改性生物炭和殼聚糖改性生物炭對Pb的吸附量分別提高了19.57%和8.37%。（6）未改性的生物炭和酸堿兩步改性生物炭3種比例（0.5%、1.0%和5.0%）的添II加均可提高土壤的pH值；殼聚糖改性生物炭3種比例的添加均導(dǎo)致pH值降低。3
7、種生2+物炭3種比例的添加均可減少土壤中效態(tài)Pb的含量，且其減少率在75%以上。關(guān)鍵詞：生物炭，改性，鉛，水體，土壤IIIAbstractBiocharisagroupofcarbonrichporousmaterialproducedbywood,straw,livestockmanurethroughthermaldecompositioninaclosedsystemunderpartialorcompleteanoxicconditions.Becauseofthesurfaceoxygen-containingfunctionalgroup
8、sanddevelopedporestructureofbiochar,ithasawelladsorpti
