1种蟹副产物来源的生物炭的制备、表征和应用

摘要：

中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的高消费量造成了大量蟹副产物的产生,生物炭作为一种低成本新型环保材料,可以作为蟹废弃生物质综合开发的重要方向.实验以蟹副产品酶解提取蛋白后的剩余固体物为研究对象,采用氮气吸附法(BET)测定制备生物炭的比表面积,确定蟹副产品生物炭制备的最佳温度条件;利用元素分析仪和国标法,测定最佳条件下制备生物炭的主要元素含量和其对Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附能力;利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对生物炭的结构和表面形态进行分析,探讨生物炭的吸附机制.结果表明:1)500℃下制备的生物炭具有最大比表面积3.9963 m2/g和最高产率62.60％,比表面积相比于原料增加63.12％,确定500℃为生物炭制备的最佳温度.2)500℃制备生物炭的固碳能力一般,对于Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附率分别为100.00％、96.67％和90.60％.3)FT-IR结果显示,与原料相比,500℃制备生物炭有芳环结构形成、脂肪族类物质减少、芳香族—C—C—结构减少、芳香族羰基/羧基—C—O形成和羟基官能团部分残留.SEM扫描结果显示,生物炭的外观疏松多孔,纤维结构和层状结构明显.生物炭对Cu2+、Cd2+和Pb2+作用机理分别为离子吸附、溶解-沉淀和π电子吸附及溶解-沉淀和化学吸附.上述结果说明,利用蟹副产品提取蛋白后的剩余固体物制备而成的生物炭对铜、镉和铅3种重金属离子具有良好的吸附能力,可用于水的净化处理.研究成果可为蟹副产物的高值化开发利用提供思路,有助于推动低污染、低成本的蟹副产品生物炭的工厂化应用.

关键词：蟹副产物、生物炭、高值化应用、重金属、吸附、制备、形态、结构

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分类号：S38(农产品的综合利用)

资助基金：现代农业产业技术体系专项资金资助CARS-48

在线出版日期：2020-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：52-59