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《南京林业大学》 2005年
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竹炭环境效应及作用机理的研究

周建斌  
【摘要】:本论文对竹炭的环境效应及作用机理作了以下研究: 研究了竹热解过程中的热量变化和竹炭、竹醋液及竹煤气的生成规律,并探讨了竹炭的基本性能与最终炭化温度之间的密切关系。  首次利用CHN-O-RAPID 元素分析仪、电感耦合等离子直读光谱仪、原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪研究了竹炭、木炭的元素组成与性能的关系。不同最终炭化温度竹炭中的碳元素的含量随着炭化温度升高而升高,而氢、氧元素含量则相反;竹炭含有丰富的矿物质和人体必须的微量元素如铜、硒、锌、锶等,而对人体有害的重金属元素含量很低或在安全范围之内。  综合运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X-射线衍射分析技术(XRD)、拉曼光谱分析技术(Raman)、电子顺磁共振波谱(EPR)分析技术等手段研究了竹炭的化学结构、表面官能团变化、微晶结构形成规律,揭示了竹炭的形成规律与形成特点。  采用扫描电子显微镜(SEM)观察,比表面积分析仪等,对竹炭的微观结构、比表面积与孔隙特征等进行了观察与表征,研究了不同最终温度炭化条件下竹炭孔隙的形成与发展规律。首次发现了竹炭的孔隙结构、形状非常类似并接近于由五元环和六元环所组成的洋葱状富勒烯(C60)和展开的碳纳米管结构。  研究了不同最终炭化温度所得竹炭对污水和对环境有毒、有害气体的净化效果。结果表明:处理不同的污染源应使用不同温度条件下的竹炭。并测试了竹炭的红外线性能与负离子性能。  世界首次研制成功纳米改性竹炭光催化吸附、分解、杀菌剂,并研究了纳米改性竹炭吸附、分解有毒、有害物质的性能和对绿色木酶、黑曲酶、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念球菌的抑菌和杀菌性能。  研制出了竹炭、竹醋液的洗发香波和沐浴露和生产高吸附性能竹炭的机械炭化炉。  纳米改性竹炭光催化吸附、分解、杀菌剂;竹炭、竹醋液的洗发香波和沐浴露;高吸附性能竹炭的机械炭化炉已实施产业化生产。 
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