Page 220 - 《精细化工》2020年第12期

·2582· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

人员也报道了这一现象，认为其可能对目标污染物
的吸附具有促进作用 [10] 。

图 2 BC-500 及 SBC-500 N 2 吸附-脱附等温线
Fig. 2 N 2 adsorption-desorption isotherms of BC-500 and
SBC-500

图 4 污泥原料及生物炭的 XRD 谱图
Fig. 4 XRD patterns of raw materials and biochars

2.5 生物炭 FTIR 分析
图 5 为 BC-500 及 SBC-500 的红外光谱图。在
–1
3437、1437、1018 cm 附近分别为羟基、—CH 2 —
和—CH 3 基团中的 C—H 键、C—O—C 键的伸缩振
–1
动峰，789 cm 处为芳香环中的 C—H 键特征吸收
–1
峰。BC-500 在 1599 cm 处存在芳香环中 C==C 键
和芳香醛 C==O 的特征吸收峰，而该吸收峰在

图 3 BC-500 及 SBC-500 孔径分布曲线 SBC-500 中不明显，并且在 SBC-500 XRD 图中出现
Fig. 3 Pore diameter distribution of BC-500 and SBC-500 单质硫特征峰，这可能是由于单质硫与生物炭表面
的芳香醛发生络合作用所致 [29] 。在 SBC-500 谱图的
2.4 原污泥及生物炭 XRD 分析
–1
1380 cm 处为 O==S==O 的反对称伸缩峰，该含硫
图 4 为两种原料及生物炭的 XRD 谱图。由图 4
官能团可能为硫与污泥表面官能团相互作用后热解
可知，污泥原料 SS 及 SRS 在 2θ=14.8°~25.2°内，出
产生的 [29] 。
现由 SiO 2 和 Al 2 O 3 构成的高岭土结构（JCPDS No.80-
0886） [25] ；在 2θ=26.6°处均存在明显的石英晶体相
（JCPDS No.85-1780）。对热解制备的生物炭材料进
行 XRD 分析，可以观察到与高岭土有关的峰强度及
峰宽度均降低，这表明该结晶相可能分摊到其他峰
强度 [18,26] 。 热解制备的两种生物炭材料在 2θ=
26.62°处均具有较为尖锐的峰值，其对应为石墨烯
晶型，在 2θ=19.88°处出现的峰值对应为非晶型碳。
生物炭在热解过程中，炭的形态从无定型向晶体转
变，且灰分中也有晶体形成 [27] 。XRD 衍射峰强度及
峰型取决于材料的晶型结构和结晶度，BC-500 及
图 5 BC-500 及 SBC-500 的 FTIR 谱图
SBC-500 均表现出具有规则结构的石墨烯碳及非晶 Fig. 5 FTIR patterns of BC-500 and SBC-500
型碳，但 SBC-500 衍射峰强度更高，其结晶度更好。
SBC-500 在 2θ 为 19.5°、30.3°、39.2°及 50.0°处出现 2.6 不同生物炭对 Cr(Ⅵ)吸附性能
特征峰，分别对应立方晶体面结构 FeS 标准卡片 2.6.1 生物炭投加量对 Cr(Ⅵ)去除率的影响
（JCPDS No.15-0037）的(001)、(101)、(111)及(112) 图 6 为生物炭投加量对 Cr(Ⅵ)去除率的影响。
0
晶面；在 2θ 为 22.8°、25.7°、27.7°出现 S 特征峰 [28] 。 由图 6 可知，投加量从 0.1 g 增加到 2.0 g 时，SBC-500
由图 4 可看到，与 BC-500 相比，以硫酸盐还原剩 对 Cr(Ⅵ)去除率从 34.3%提高到 73.3%，BC-500 对
余污泥制备的 SBC-500 出现较多杂峰，可能存在某 Cr(Ⅵ)去除率从 8.2%提高到 29.3%，两种生物炭对
些金属氧化物，表现为不规则晶型结构。许多研究 Cr(Ⅵ)去除率均呈上升趋势，但 SBC-500 去除率始