生物炭的制备及其对生物油的吸附行为研究文献综述

 2022-02-14 20:41:52

全文总字数:9061字

生物炭的制备及其对生物油的吸附行为研究

摘要:生物炭因其大的比表面积、丰富的孔隙结构等优良性质,对有机污染物具有良好的吸附能力,通过研究在不同热解条件下制备的生物炭对生物油吸附效率的影响及生物炭结构对吸附生物油的影响,探究生物炭吸附生物油组分的吸附机制,为解决目前生物炭在生物油浆热转化过程中亟待解决的床料粘结问题

关键词:生物炭;生物油;吸附;热解

1 生物炭对生物油的吸附行为研究背景及意义

能源危机、气候变化和环境污染是当前人类面临的非常严峻的全球性问题。为解决以上三大难题,全世界科学家们倾注了大量心血致力于寻找廉价、高效、简单且环境友好的方法,而新材料的研发成为热点。而碳材料由于其在能源储存、催化、吸附和气体分离储存等方面表现出的良好应用潜力,得到了科学界广泛关注。目前关注的碳材料主要包括纳米碳管、石墨烯、活性炭、无定形碳和炭黑材料等。这些碳材料均可以通过调节合成条件控制材料性质和功能,但是这些材料的合成过程较为复杂,且需要消耗能源、催化剂、有机溶剂等,成本高,污染环境,限制了它们的大规模生产和商业化使用,2007年,Lehmanm在国际权威杂志Nature上呼吁将生物质(如树木、草和农作物秸秆等)经过低温限氧热裂解得到的生物炭施加到农田土壤中,可以有效固碳。此后,生物炭在极短时间内得到各界科学家们的厂泛关注,关于生物炭的研究呈现井喷式增长。此外,近年来,生物炭由于其优异的物理化学性质,对有机物及重金属等污染物均表现出良好的吸附能力而作为一种新型环境功能材料。

生物油易生成焦油,而生物炭对生物油中的一些组分,尤其是易结焦组分有吸附作用,通过研究生物炭物理化学结构与其吸附性能的关系,来阐明生物炭对生物油易结焦组分的吸附机制,发现生物炭原位选择性吸附生物油易结焦组分,减少高粘性焦油的生成,实现对生物油浆床料团聚的原位调控有着重要意义。

2生物炭结构性质及制备方法概述

2.1生物炭的物理结构性质

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