生物炭的主要改性方法及其在污染物去除方面的应用

第48卷第8期

2019年8月当 代 化 工 Con t emporary Chemicdl In d ustry Vol.4&No.8August, 2019

生物炭的主要改性方法

及其在污染物去除方面的应用

孙越1,严晓菊二 张延1,杜薇鲁金凤2

(1.河海大学水文水资源学院，江苏南京210098; 2.南开大学环境科学与工程学院.天津300071 )

摘 要：综述了紫外辐射改性、酸碱改性、负载金属及其氧化物改性、有机物改性等生物炭的改性方法， 并针对改性效果和改性机理进行了总结分析。生物炭经过改性，具有比原始生物炭更多的表面官能团，或者更 高的比表面积，或者负载于生物炭表面得改性物质能够与目标物反应，进而提高生物炭的吸附性能。最后总结 了改性生物炭在土壤改良、水中污染物去除和空气中污染物去除三个方面的应用。关键词：生物炭；改性；水处理；土壤改良

中图分类号：TQ424.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0460 ( 2019 ) 08-1700-04

Main Modification Methods of Biochar and

Its Application in Pollutant Removal

SUN Yue', YANXiao-ju*, ZHANG Yan', DU Wei', LU Jin-feng

(1. College of Hydrology and Water Resources, Hohai University, Jiangsu Nanjing 210098, China ；2. College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300071, China)

Abstract: The modification methods of biochar were reviewed, such as ultraviolet radiation modification, acid-base modification, supported metal and its oxides modification, organic modification and so on. And their modification effect and mechanism were summarized and analyzed. After modification, the biochar has more surface functional groups than original biochar, or higher specific surface area, or the modified substance loaded on the surface of biochar can react with the target substance, thereby improving the adsorption performance of biochar. Finally, the application of modified biochar in soil improvement, pollutant removal in water and air were summarized.Key words: Biochar; Modification; Water treatment; Soil improvement

吸附是一种有效的污染物处理工艺，最常见的

吸附剂有活性炭、沸石等。目前一种新型的吸附剂 生物炭备受关注，它的来源很广泛，秸秆、稻壳、 木屑、污水厂的污泥0都能作为生物炭的原材料，

这些原材料经过高温绝氧裂解后得到生物炭。生物

炭的重要意义在于：首先，它的原材料可以来源于

其他产业的废弃物;其次，作为碳元素的富集产物，

对抑制全球变暖等气候变化问题有重要意义叫最 后，由于生物炭的来源多为有机体，其在制备过程

后仍能保持丰富的表面官能团H 和微量金属元素，

具有很强的吸附污染物的能力，在水处理领域，土 壤改良方面具有一定的应用前景。

由于生物炭的原材料来源很广，其吸附效能良 莠不齐所以很多研究者对生物炭进行改性，以 提高其吸附性能。本文主要综述生物炭的改性方法

及其在污染物去除领域的应用。

1生物炭的改性方法

1.1紫外辐射改性

紫外改性方法操作高效，且对环境友好。陈健

康同等对生物炭进行紫外辐射改性，研究结果表明 紫外辐射改性能够提高生物炭的对金属离子的吸附 性能，对Pb"吸附量的提高达136%,对Cd"吸附量 的提高达25.3%。紫外辐射改性能提高生物炭的比 表面积和氧元素含量，并能够降低生物质炭的表面 P H 值。李桥m 等以废椰子壳为原料制备生物炭并用 365 nm 紫外光辐射对生物炭改性，经过16 h 紫外辐 照改性的生物炭对溶液中Cd"的吸附量可达67.46

mg/kg,提高了 3.2倍。紫外照射过后生物炭表面含 氧官能团数量显著增加，BET 比表面积增大。

1.2酸碱改性

酸碱改性能够改变生物炭的比表面积和孔容， 并能引入一些表面官能团，以提高生物炭的吸附性目

期

介

者 项日简作 金稿者讯 基收作通中央高校基本科研业务费专项资金，项目号：2017B10414；国家自然科学基金，项目号：51741807, 51878357, 2019-01-17孙越（1995-）,男，山东泰安人，硕士，研究方向：水处理技术。E-mail ： n ysy2008@ 。

严晓菊（1981-）,女，副教授，博士，研究方向：水处理技术。E-mail ： 21460479@ o