污泥基生物炭的表征、改性及对重金属的吸附性能

第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.2污泥的生物物理干化与干化污泥热解/气化能量回收
1.3地下水重金属污染修复技术
1.3.1渗透性反应墙
1.3.2抽出处理法及两种技术的比较
1.4渗透性反应墙活性填料
1.4.1常用活性填料
1.4.2铁系活性填料
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引入配位体法
1.6.5过渡金属氧化物改性法
1.7研究目的和内容
1.7.1研究目的
1.7.2拟解决的关键科学问题
1.7.3主要研究内容
1.7.4技术路线

第2章生物物理干化污泥快速热解制备生物炭及其表征
2.1材料与方法
2.1.1生物炭的制备
2.1.2生物炭的表征
2.2生物炭的一般性质
2.3生物炭的FTIR表征与官能团分布分析
2.4生物炭的热稳定性
2.5生物炭的表面性质和微观结构
2.6生物炭的化学稳定性
2.7生物炭对典型重金属的吸附性能
2.8小结

第3章污泥基生物炭吸附重金属的影响因素与机理
3.1材料与方法
3.1.1吸附材料的制备
3.1.2吸附实验
3.1.3pH值对溶液中重金属形态影响的模拟
3.1.4其他表征方法
3.2生物炭对多种重金属的吸附性能
3.3生物炭吸附重金属的影响因素
3.3.1投加剂量
3.3.2平衡温度和初始pH值
3.4生物炭对重金属的吸附机理
3.4.1不同污泥基材料对重金属的吸附性能比较
3.4.2吸附重金属前后生物炭的性质变化
3.4.3竞争离子对生物炭吸附性能的影响
3.5小结

第4章针对高钙体系的污泥基生物炭改性
4.1材料与方法
4.1.1改性生物炭的制备
4.1.2改性生物炭的表征
4.1.3改性生物炭在含钙体系中对重金属镉的吸附性能
表征
4.2不同过渡金属氧化物改性对生物炭吸附重金属性能的影响
4.2.1元素分析
4.2.2FTIR表征与官能团分布
4.2.3XRD表征
4.2.4比表面积与孔隙分布
4.2.5对重金属的吸附性能比较
4.3不同铁基物质改性对生物炭吸附重金属性能的影响
4.3.1元素分析
4.3.2FTIR表征与官能团分布
4.3.3XRD表征
4.3.4比表面积与孔隙分布
4.3.5对重金属的吸附性能比较
4.4还原铁粉投加剂量对改性生物炭吸附重金属性能的影响
4.4.1元素分析
4.4.2FTIR表征与官能团分布
4.4.3XRD表征
4.4.4比表面积与孔隙分布
4.4.5对重金属的吸附性能比较
4.5小结

第5章改性污泥基生物炭对重金属的吸附性能与机理
5.1材料与方法
5.1.1改性生物炭的热稳定性和浸出毒性
5.1.2静态平衡吸附实验
5.1.3反应动力学
5.1.4吸附机理解析
5.1.5地下水体系中的吸附实验
5.2改性污泥基生物炭的稳定性
5.2.1热稳定性
5.2.2浸出毒性
5.3改性污泥基生物炭吸附重金属的影响因素
5.3.1投加剂量
5.3.2初始pH值
5.4改性污泥基生物炭吸附重金属的反应动力学研究
5.5改性污泥基生物炭对重金属的等温吸附特征
5.6改性污泥基生物炭对重金属的吸附机理
5.6.1还原铁粉的吸附效果
5.6.2吸附前后改性生物炭的微观结构变化
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地下水体系中改性污泥基生物炭对重金属的吸附效果
5.8小结

第6章结论与建议
6.1结论
6.2建议

参考文献