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污泥基生物炭结构的共焦显微拉曼技术应用
构有关。
400
1.25
350
1.00 300
比率 0.75 250 总拉曼面积(tra)
200
0.50 150
id/ig
iv/id 100
0.25 tra
50
500 600 700 800 900
热解温度(℃)
图 5 随热解温度变化 id/ig、iv/id 和 tra 变化
r 值(id/ig)已被广泛用作研究结晶或类石墨的重要参数，常与碳材料的骨架有
关 [19] 。如图 5 所示，r 值随着热解温度升高而增加，表明具有缺陷的稠合芳环结
构的比例增加，这是由于热解过程中生成了加氢芳烃和芳香环。随着热解温度的
升高，生物炭主要发生缩聚反应，小分子侧链基团断裂形成的化合物部分沉积在
炭表面，形成缺陷和非晶结构，结构的有序度降低。
另一方面，随着热解温度升高，iv/id 减小。谷区域强度随着 d 峰强度增加而
降低，也表明具有缺陷的稠合芳环结构的比例增加。这种结构演变的潜在机制是
小的芳环结构缩合为较大的环结构。在本研究中，iv/id 和 id/ig 比率随热解温度
的演变规律表明生物炭从无定形炭，经过复合炭到最终的乱层炭的转变过程，证
实了芳香结构的缩合和乱层微晶的长程有序性的增加。该关系意味着大结构(d)的
形成可能与小的无定形结构(v)的凝聚有关，谷区域强度的持续减少与杂原子(主要
是 n 和 o)的损失有关。
2.3 生物炭拉曼光谱曲线拟合结果分析
-1
分峰后的 g1 和 d1 峰很尖锐，分别以 1600 和 1360cm 为中心。g1 峰的波数偏
-1
-1
移到大约 1600cm ，可能是由于 1580 与 1620cm 两峰的重叠;g2 和 d2 峰相对较宽，
-1
-1
集中在 1550cm 附近和 1330cm 。g2 和 d2 分别与无定形碳的 g 和 d 峰重叠或接近。
如图 6 所示。
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