摘要

以剩余污泥为原材料,分别在400、600和800°C高温隔绝氧气的条件下碳化制备成生物炭。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪(Raman)等对其理化性质进行表征。SEM结果表明随着炭化温度上升,生物炭表面形态结构越来越杂乱;红外光谱显示碳化温度升高的过程中,生物炭中大量官能团消失;拉曼光谱阐明碳化温度的升高导致生物炭缺陷程度明显增大。同时研究不同温度制备的污泥基生物炭对溶液中Cd2+的吸附性能。吸附实验结果表明碳化温度为800°C制备得到的生物炭在pH=7时对Cd2+的吸附效果最好,其吸附过程均更符合准二级动力学方程。对反应前后生物炭进行X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)测试,X-射线衍射分析结果表明高温碳化导致生物炭中生成更多无机矿物,其对Cd2+的吸附机制是表面官能团络合作用;同样的吸附机理也在X射线光电子能谱的分析中被证实。利用剩余污泥制备吸附材料是剩余污泥资源化利用的一种有效途径。