【摘 要】
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随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,生活污水污泥的处置和利用问题引起人们的广泛关注。热解是一种廉价且相对清洁的处理方式。在处理污泥的同时,产生可供再利用的生物炭。然而,由于其性能相对较低,限制了污泥生物炭的广泛应用,采用廉价便利的方法提高污泥生物炭的性能是十分必要的。累托石是一种片层状的黏土矿物,由于较大的比表面积和强的离子交换能力,累托石具有良好的吸附特性。本论文将累托石与污泥生物质混合并
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随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,生活污水污泥的处置和利用问题引起人们的广泛关注。热解是一种廉价且相对清洁的处理方式。在处理污泥的同时,产生可供再利用的生物炭。然而,由于其性能相对较低,限制了污泥生物炭的广泛应用,采用廉价便利的方法提高污泥生物炭的性能是十分必要的。累托石是一种片层状的黏土矿物,由于较大的比表面积和强的离子交换能力,累托石具有良好的吸附特性。本论文将累托石与污泥生物质混合并进一步热解炭化,制备性能相对较好的累托石/污泥生物炭复合材料,并进一步在该材料表面负载功能材料,提高其性能并拓宽其应用领域,成功制备一系列累托石/污泥生物炭复合材料,具体内容及结论如下:（1）制备并表征累托石/污泥生物炭复合材料和Mn O2改性的累托石/污泥生物炭复合材料,结果表明:累托石/污泥生物炭复合材料中,片层状的累托石分散在污泥生物炭的表面,Mn O2改性之后,无定形且较疏松的Mn O2分散在复合材料的表面,材料表面都有丰富的官能团,且Mn O2改性之后复合材料的比表面积和总孔量都高于原复合材料;（2）将累托石/污泥生物炭复合材料及Mn O2改性后的复合材料用于吸附重金属Pb（II）和Cd（II）,Mn O2改性复合材料对Pb（II）和Cd（II）的最大吸附容量分别为96.2 mg-1和27.7mg g-1,远高于改性前。吸附实验表明Mn O2改性累托石/污泥生物炭复合材料对Pb（II）和Cd（II）的吸附可以由Elovich动力学模型和Langmuir等温线模型拟合,吸附过程受p H影响较大,吸附热力学结果表明,复合材料吸附Pb（II）和Cd（II）的过程为自发的吸热过程,且混乱度增加。（3）制备并表征累托石/污泥生物炭复合材料负载Cu Fe2O4,结果表明,Cu Fe2O4为不规则立方体形状,且均与分散在累托石/污泥生物炭复合材料的表面,晶型分析、表面官能团分析及表面元素价态分析进一步证实了Cu Fe2O4被成功合成并负载在累托石/污泥生物炭复合材料的表面,复合材料的孔径分析表明,复合材料多为中孔结构,有利于催化反应过程中催化剂与底物之间的相互作用;（4）以累托石/污泥生物炭复合材料负载Cu Fe2O4为催化剂,探讨其活化过硫酸盐降解酸性橙7的性能。催化实验结果表明,当过硫酸盐浓度为2mmol L-1、催化剂浓度为0.4g L-1,降解效率在80%以上,并进行了影响因素实验和自由基猝灭实验,自由基猝灭实验表明,SO4·-在降解过程中起主要作用,O2·-对该降解过程可能起了一定的作用,因此,累托石/污泥生物炭复合材料负载Cu Fe2O4是一种新型高效催化剂。
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