草酸改性空气凤梨生物炭吸附甲醛的机理研究

摘要

探究草酸改性园林废弃物类生物炭对溶液中甲醛的吸附效率和固定的机理,为园林废弃物类生物炭在甲醛污染控制方面的应用提供科学依据.利用马弗炉在低氧条件下将空气凤梨原材料和草酸改性后的原材料制备成生物炭.然后利用实验室模拟法,研究不同反应时间、甲醛浓度、pH对生物炭吸附效果的影响,并分析草酸改性如何提高园林废弃物类生物炭对甲醛的吸附性能.(1)生物炭对乙酰丙酮和酚试剂两种甲醛检测方法的精度有影响,对乙酰丙酮检测法的影响较小;(2)相比于未改性生物炭,草酸改性通过酸化分解杂质能够使改性生物炭比表面积提高约17倍,孔隙体积增加195.9％;(3)草酸改性后生物炭对甲醛的吸附量为11.6 mg g-1,比未改性生物炭提高了12.95％,并且在60 min时趋于吸附平衡的状态;(4)Boehm滴定法表明草酸改性能够显著提高制备后生物炭上的官能团(羧基51.8％,羰基13.7％和内酯基35.9％),但酚羟基(4.5％)含量增加不明显,而相关性分析证实比表面积、羧基和内酯基官能团的增加是提高生物炭吸附甲醛的主要因素.实验证明,空气凤梨制备成生物炭用于溶液中甲醛的吸附是可行的,并且草酸改性能够进一步通过官能团提高其吸附能力,这为园林废物资源化利用提供了新的思路.