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污泥基生物炭结构的共焦显微拉曼技术应用
如表 2 所示,随着热解温度升高,有机物质分解挥发。生物炭 o/c 比值总体
呈降低的趋势,说明生物炭中含氧官能团的数量减少;h/c 比逐渐减少,表明生物炭
芳香化程度、稳定性提高。污泥在热解过程中,先是发生水分蒸发以及小分子有
机物质挥发;随着温度升高,含碳化合物中的 c-c 键断裂,大量的有机物质会分解
变成小分子物质挥发 [18] 。
如前所述,碳基材料的拉曼光谱产生的荧光干扰与其结构中含有丰富的氢和
氧,如 c-h、c-o、o-h 等相对活跃的官能团有关,它们很容易在热解过程中分解
挥发。污泥基生物炭拉曼光谱中的荧光干扰程度(漂移系数 α)与 h/c 随着热解温度
变化的规律,以及其相互之间的关系如图 2 所示。
随着热解温度升高,漂移系数与 h/c 比值降低,这是由于污泥中有机质分解
挥发,发生脱氢反应;漂移系数与 h/c比值的相关性分析所得到的相关性指数为 0。
94,说明漂移系数与 h/c 比值有较强的相关性。
0.4 0.09 y=0.17687x 0.01854 0.09
0.08 r =0.94
2
h/c 0.07 0.08
0.06
0.3 0.05 0.07
0.04
漂移系数() 0.2 0.02 0 漂移系数() 0.4 0.06 h/c
0.03
0.2
0.05
0.1
h 0.04
0 0.03
h/c
0.02
500 600 700 800 900
热解温度(℃)
图 2 漂移系数、h/c 随热解温度的变化及其相关性
0.4 0.65 y=0.74015x 0.4147 0.8
2
0.60 r =0.75
o/c 0.55 0.7
0.50
0.3 0.45
0.40
漂移系数() 0.2 0.35 0 漂移系数() 0.4 0.6 o/c
0.2
0.5
0.1
0.4
o/c
0 0.3
500 600 700 800 900
热解温度(℃)
图 3 漂移系数、o/c 随热解温度的变化及其相关性
如图 3 所示,随着热解温度升高,漂移系数和 o/c 比值均降低,两者之间的
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