生物炭气凝胶重金属吸附剂的无害化处理试验研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：高亮, 李志合, 司洪宇, 赵峰, 褚斌, 韩梦龙

单位：(1. 山东省农业机械科学研究院，济南市，250100； 2. 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室，济南市，250100； 3. 养分资源高效利用全国重点实验室，济南市，250100； 4. 山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东省清洁能源工程技术研究中心，山东淄博，255000； 5. 山东省科学院能源研究所，济南市，250014）

摘要：针对生物炭基重金属吸附剂，现有研究以吸附性能、吸附机理和循环再生性能为主，缺乏对废弃吸附剂安全处理的研究。为研究煅烧法无害化处理废弃吸附剂的效果，使用管式电炉分别在700 ℃、900 ℃温度下煅烧饱和吸附多元重金属的生物炭气凝胶球，采用SEM、EDS、FTIR、XRD和TG—IR等技术表征分析煅烧前后的样品，对比分析生物炭气凝胶形貌、固体中重金属含量和形态的变化及尾气中的成分。结果表明，煅烧后样品直径由3 mm缩小到1 mm，质量减轻63%，实现减量化处理；SEM—EDS分析表明，煅烧过程中有机物发生热分解、无机物产生富集现象，重金属质量占比升高；FTIR分析表明，煅烧过程中有机物的官能团逐渐消失、无机物峰强度增加；XRD分析表明，重金属由可交换形态向氧化态和残渣态转变，煅烧后Pb、Cu和Zn的迁移性和生物毒性均降低；TG—IR分析表明，煅烧过程中产生的尾气成分含有CO2，无氮氧化物、硫氧化物等有害气体；ICP—OES分析表明，煅烧前后样品中的重金属含量无明显差异。研究表明，煅烧是一种有效方法，能够实现废弃生物炭气凝胶重金属吸附剂的减量化和无害化处理。

关键词：生物炭气凝胶,重金属,废弃吸附剂,无害化处理

基金资助：国家重点研发计划项目(2019YFD1100600)；山东省重点研发计划(2023TZXD022)；济南市新高校20条项目(202228043)；济南市社会民生项目(202317009)