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《生物質(zhì)熱解過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化機制的解析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論又生物質(zhì)熱解過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化機制的解析作者姓名:學(xué)科專業(yè):導(dǎo)師姓名:完成時間:劉武軍應(yīng)用化學(xué)江鴻副教授俞漢青教授/\聊移會、江素二O一四年五月un;versity。fscienceandTbchn。l。』竺僦Adissertationfordoctor’SdegreeElucidationofMechanismsforTransformationandMigrationofthePollutantsduringPyrolysisofBiomassAuthor’SName:Wu.Jun
2、LiuSpecialty:AppliedChemistrysupervisor.A/ProfHongJiang,ProfHan.QingYuFinishedtime:May,2014中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行研究工作所取得的成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中作了明確的說明。作者簽名:立姐簽字日期:趁旦L互[一中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申請學(xué)位的條
3、件之一,學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán),即:學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》等有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。d公開口保密(——年)。作者簽名:童j越里簽字日期:絲以.6:』導(dǎo)師躲f至:絲分摘要植物通過自身的生長,可以從富營養(yǎng)化水體中吸收氮磷營養(yǎng)元素,而通過生
4、物吸附過程,又可以吸附水中的重金屬等污染物。但是,富含污染物的植物生物質(zhì)若處理不當(dāng),容易造成二次污染。另一方面,隨著化石能源的日益耗竭,以及其在使用過程中造成的一系列環(huán)境和氣候問題日益引起人們的重視。從可再生、環(huán)境友好的生物質(zhì)中獲取能源及資源已經(jīng)成為研究熱點,并且具有十分廣闊的應(yīng)用前景??焖贌峤馐且粋€極具應(yīng)用潛力的生物質(zhì)資源化成熟技術(shù),如果將其應(yīng)用于對污染生物質(zhì)的處置及資源回收,將會具有重要的環(huán)境和經(jīng)濟意義。本論文系統(tǒng)研究了植物生物質(zhì)在污染物去除和熱解資源化應(yīng)用中的一些基礎(chǔ)問題,包括生物質(zhì)表面化學(xué)修飾強化污染物去
5、除,污染物在熱解過程中遷移轉(zhuǎn)化的機理,熱解生物油提質(zhì)的綠色可持續(xù)方法研究,熱解biochar功能化制備及其在環(huán)境、催化及能源儲存方面的應(yīng)用。論文主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.生物質(zhì)的表面化學(xué)修飾強化污染物的去除:以二氯亞砜作為活化劑對EDTA進行活化,再將其用于蒲草生物質(zhì)的表面化學(xué)修飾,以增加其表面羧基和氨基功能基團的含量,從而強化其對污染物的去除能力,并對污染物強化去除的相關(guān)機制進行了探討。結(jié)果表明,經(jīng)過表面修飾的生物質(zhì)對水溶液中的鉛離子具有顯著強化的去除能力,其最大吸附能力達(dá)到263.9mg/g。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未經(jīng)
6、修飾的生物質(zhì)的104.5mg/g。吸附機理主要涉及到離子交換、配位和氫鍵作用,其中離子交換作用主要是在低pH條件下起作用,而配位和氫鍵作用主要在高pH值條件下發(fā)揮作用。2.生物質(zhì)熱解過程中污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程及其機理:將吸附了重金屬鉛的蒲草生物質(zhì)進行熱解,分析了熱解過程中重金屬鉛的遷移,轉(zhuǎn)化和分布情況。結(jié)果表明,熱解過程中鉛的回收率受溫度的影響不明顯;在整個熱解過程,溫度從400℃升高至600℃時,鉛的回收率為98.8%以上,發(fā)現(xiàn)鉛的化合物在熱解過程中轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性很弱的氧化鉛和金屬鉛而保存在熱解殘?zhí)抗滔嘀小R匀N
7、典型的富氮磷濕地植物為代表,研究了熱解過程中氮磷營養(yǎng)元素的遷移轉(zhuǎn)化過程及其機理。結(jié)果顯示,熱解所得生物油的主要成分包括酚類、醛酮類、羧酸類以及一些含氮雜環(huán)或者胺類化合物。在熱解過程中,大量的氮磷元素從有機態(tài)轉(zhuǎn)化為無機離子態(tài)或者結(jié)合態(tài),仍然集中在biochar中,可通過無機鹽溶液浸出的方法分級提取,其中平均76%的氮元素和57%的磷元素可以通過此法得以回收。將生物質(zhì)和廢棄電子垃圾塑料以一定的比例進行混合進行共熱解,研究了熱摘要解過程中溴化阻燃劑的遷移,轉(zhuǎn)化過程以及溴元素在熱解過程中的分布情況,通過TG.FTIR.M
8、S方法對溴化阻燃劑的轉(zhuǎn)化機理進行了深入的研究。結(jié)果顯示,生物質(zhì)和WEEEs塑料在熱解過程中的協(xié)同作用可以大大提高熱解油的產(chǎn)率。機理分析表明,熱解過程中產(chǎn)生的溴元素既可以被有機組分捕獲形成溴代烴類揮發(fā)至熱解油和氣體相中,也可以被WEEEs塑料和生物質(zhì)中的無機組分捕獲而保留在熱解殘?zhí)恐小?.生物油品質(zhì)提升及其機理研究:提出在常溫常壓的情況下以零價活潑金屬鋅對生物油進行原位氫化