污泥基生物炭的表征、改性及對重金屬的吸附性能

第1章緒論
1.1研究背景與意義
1.2污泥的生物物理干化與干化污泥熱解/氣化能量回收
1.3地下水重金屬污染修復技術
1.3.1滲透性反應墻
1.3.2抽出處理法及兩種技術的比較
1.4滲透性反應墻活性填料
1.4.1常用活性填料
1.4.2鐵系活性填料
1.5生物炭的吸附性能
1.6碳基材料的改性
1.6.1氧化法
1.6.2硫化法
1.6.3氮化法
1.6.4引入配位體法
1.6.5過渡金屬氧化物改性法
1.7研究目的和內容
1.7.1研究目的
1.7.2擬解決的關鍵科學問題
1.7.3主要研究內容
1.7.4技術路線

第2章生物物理干化污泥快速熱解制備生物炭及其表征
2.1材料與方法
2.1.1生物炭的制備
2.1.2生物炭的表征
2.2生物炭的一般性質
2.3生物炭的FTIR表征與官能團分布分析
2.4生物炭的熱穩(wěn)定性
2.5生物炭的表面性質和微觀結構
2.6生物炭的化學穩(wěn)定性
2.7生物炭對典型重金屬的吸附性能
2.8小結

第3章污泥基生物炭吸附重金屬的影響因素與機理
3.1材料與方法
3.1.1吸附材料的制備
3.1.2吸附實驗
3.1.3pH值對溶液中重金屬形態(tài)影響的模擬
3.1.4其他表征方法
3.2生物炭對多種重金屬的吸附性能
3.3生物炭吸附重金屬的影響因素
3.3.1投加劑量
3.3.2平衡溫度和初始pH值
3.4生物炭對重金屬的吸附機理
3.4.1不同污泥基材料對重金屬的吸附性能比較
3.4.2吸附重金屬前后生物炭的性質變化
3.4.3競爭離子對生物炭吸附性能的影響
3.5小結

第4章針對高鈣體系的污泥基生物炭改性
4.1材料與方法
4.1.1改性生物炭的制備
4.1.2改性生物炭的表征
4.1.3改性生物炭在含鈣體系中對重金屬鎘的吸附性能
表征
4.2不同過渡金屬氧化物改性對生物炭吸附重金屬性能的影響
4.2.1元素分析
4.2.2FTIR表征與官能團分布
4.2.3XRD表征
4.2.4比表面積與孔隙分布
4.2.5對重金屬的吸附性能比較
4.3不同鐵基物質改性對生物炭吸附重金屬性能的影響
4.3.1元素分析
4.3.2FTIR表征與官能團分布
4.3.3XRD表征
4.3.4比表面積與孔隙分布
4.3.5對重金屬的吸附性能比較
4.4還原鐵粉投加劑量對改性生物炭吸附重金屬性能的影響
4.4.1元素分析
4.4.2FTIR表征與官能團分布
4.4.3XRD表征
4.4.4比表面積與孔隙分布
4.4.5對重金屬的吸附性能比較
4.5小結

第5章改性污泥基生物炭對重金屬的吸附性能與機理
5.1材料與方法
5.1.1改性生物炭的熱穩(wěn)定性和浸出毒性
5.1.2靜態(tài)平衡吸附實驗
5.1.3反應動力學
5.1.4吸附機理解析
5.1.5地下水體系中的吸附實驗
5.2改性污泥基生物炭的穩(wěn)定性
5.2.1熱穩(wěn)定性
5.2.2浸出毒性
5.3改性污泥基生物炭吸附重金屬的影響因素
5.3.1投加劑量
5.3.2初始pH值
5.4改性污泥基生物炭吸附重金屬的反應動力學研究
5.5改性污泥基生物炭對重金屬的等溫吸附特征
5.6改性污泥基生物炭對重金屬的吸附機理
5.6.1還原鐵粉的吸附效果
5.6.2吸附前后改性生物炭的微觀結構變化
5.6.3吸附前后改性生物炭的XRD表征
5.6.4吸附前后改性生物炭的FTIR表征
5.6.5吸附前后改性生物炭的XPS分析
5.7地下水體系中改性污泥基生物炭對重金屬的吸附效果
5.8小結

第6章結論與建議
6.1結論
6.2建議

參考文獻