人粪生物炭的制备及性能分析-中南大学学报.PDFVIP

第 48 卷第 3 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.48 No.3 2017 年 3 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Mar. 2017 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.03.003 人粪生物炭的制备及性能分析 白晓凤，张耀中，李子富，倪结文，云玉攀，尹福斌 (北京科技大学 能源与环境工程学院，北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室，北京，100083) 摘要：以人粪为原料制备生物炭，以得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为评价指标，考察制备过程中升温速率、 热解温度和热解时间等因素对自制人粪生物碳吸附性能的影响。利用比表面积及孔径分析仪分析人粪生物碳的孔 径分布和孔容以及比表面积。利用扫描电镜和 XRD 对生物碳的表面形貌和晶体结构进行分析。采用正交实验， 确定最佳制备工艺条件。研究结果表明：在最优制备工艺条件下(升温速率 15 ℃/min ，热解温度 600 ℃，热解时 间 70 min)，人粪生物炭平均得率为49% ，碘吸附平均值为 682 mg/g，亚甲基蓝吸附平均值为 93 mL/g 。在最优条 2 3 3 件下制得的人粪生物碳比表面积为 690.8 m /g ，总孔容积为 0.329 cm /g ，中孔容积和微孔容积分别为 0.235 cm /g 和 0.087 cm3/g ，平均孔径2.832 nm 。生物碳表面比较粗糙，呈现凹凸不平、蜂窝状结构，并且表面存在发达的、 孔径不一的孔结构，孔的形状多样。自制人粪生物碳中一部分碳原子形成了比较稳定的片层石墨结构，有利于应 用中生物炭性质保持相对稳定。 关键词：生物炭；人粪；热解；FTIR 分析 中图分类号：X703.1 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2017)03−0570−08 Preparation and properties analysis of biochars derived from human feces BAI Xiaofeng, ZHANG Yaozhong, LI Zifu, NI Jiewen, YUN Yupan, YIN Fubin (Beijing Key Laboratory of Resource-oriented Treatment of Industrial Pollutants, School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: The biochars were prepared with human feces in order to reduce the environment pollution caused by human feces. The effects of three factors (the pyrolysis temperature, heating rate, and the pyrolysis time) on the performance of the biochars derived from human excrement were investigated (single factor