碳酸钾添加比例对玉米秸秆生物炭表面特性的影响

在600 ℃的热解温度下通过添加不同比例的碳酸钾制备活性生物炭。对比分析了碳酸钾活化生物炭（KBC）和普通生物炭（BC）的特性，包括生物炭红外光谱特征、表面官能团、比表面积和孔径分布及吸附动力学过程等。结果表明，经碳酸钾活化的生物炭比表面积大为提高，最高达到566 m2 g-1（KBC-2-600），而普通生物炭（BC600）的比表面积仅为86.8 m2 g-1，KBC600系列的介孔容积和微孔容积均显著高于BC600，介孔容积平均扩大了16倍，微孔容积平均扩大了4倍，同时提高了微孔率。经碳酸钾活化的生物炭表面官能团的数量和饱和度发生改变，在1 256 cm-1～3 414 cm-1处，官能团的总体含量均低于普通生物炭，酯类羰基消失，形成氢键的能力减弱，非饱和醚类增加，芳香性和非极性提高，此表面特征更有利于吸附非极性芳香类污染物。对萘吸附的动力学实验表明，BC600和KBC-4-600均适合以二级动力学模型拟合，经碳酸钾活化后，生物炭的吸附性能提高，颗粒内扩散模型拟合结果表明，经碳酸钾活化后，生物炭内部孔隙复杂程度和数量均得到提高。碳酸钾活化的生物炭表面性质优良，作为高效吸附剂用于修复非极性芳香类污染有很大潜力