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生物质(如农作物秸秆、有机废弃物等)是一类广泛存在且亟待处理的废弃物。对生物质进行水热碳化处理不仅可以大量消减废弃物的总量,减少温室气体的释放,还可以实现废弃物的资源化利用,有利于实现循环经济的构建。本论文以不同生物质为原料,以水热碳化为转化途径,将废弃生物质转化为功能性碳材料水热炭,并将其用于废水中污染物的去除,结合多种表征手段研究水热炭对污染物的去除机理。论文主要研究内容和结果如下:1.氨基修饰水热炭的制备及其对铅的去除:铅是一种普遍存在的重金属污染物,将其从环境中去除或者固定的研究备受关注。本论文中将废弃生物质——西瓜皮汁和氨水共同水热碳化获得氨基修饰的水热炭(AFHC),并将其用于去除和固定废水中的铅。结果显示,AFHC对铅具有极高的去除效率,在最初的5分钟内对铅的去除效率约达到1000 mg g-1,并且对铅具有较高的选择性。值得注意的是AFHC对废水中较低浓度的铅也有较好的去除效果,表明AFHC具有处理饮用水的应用潜力。通过进一步的表征显示,AFHC和铅作用后能形成Pb5(PO4)3(OH)棒状晶体,从而实现对铅的超高效超快去除。进一步研究显示氨基在铅去除过程中起到架桥和水解释放氢氧根的作用,而磷酸根直接参与晶体形成过程。2.磁性多孔水热炭的制备及其对四环素的去除:四环素,作为第二大类广泛使用的抗生素,药物活性成分及代谢产物的释放问题已经引起了社会广泛的关注。本章以生物质锯末为原料,通过水热、活化和磁化三个过程制备较高比表面的磁性多孔水热炭,并将其用于废水中四环素的去除。磁滞曲线和XRD表征显示加入的氯化铁在磁化过程中转化为具有磁性的Fe3O4和Fe0。吸附动力学和等温线结果显示磁性水热炭对四环素具有较高的去除效率,通过langmuir等温线模型计算得到磁性多孔水热炭对四环素的最大吸附量为502.5 mg g-1。磁性多孔水热炭对四环素较高的去除效果可归结为两个方面:一是磁性多孔水热炭具有较高的比表面积,起主导作用;二是通过其两种活性炭对比说明材料中铁的存在对四环素的去除也有一定的贡献。