基于水热碳化技术的废弃烟末制备水热炭和碳量子点研究

摘要：

为探索废弃烟末资源化与高值化利用途径,通过水热碳化技术将烟末同时转化为水热炭燃料和碳量子点荧光纳米材料,研究了水热碳化温度和反应时间对水热炭燃烧性能的影响,采用红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析等手段表征样品的形貌结构与光学性能.结果表明:随着水热碳化反应强度的加大,水热炭的产率降低,而水热炭的固定碳含量和高位热值呈升高趋势,当反应温度为240℃、时间为2 h时,高位热值达到最高(18.66 MJ/kg);水热炭表面附着有碳微球颗粒,且废弃烟末内纤维素类结构在水热碳化过程中不断被分解破坏;水热炭的燃烧过程可分为三个阶段,其中固定碳燃烧阶段的失重率随水热碳化反应强度加大逐渐增加至31.44%,水热炭的引燃温度和燃烧稳定性均优于烟末原料;所制备的氮掺杂型碳量子点的粒径为2.14～3.02 nm,粒径分布较均匀,贮存稳定性较好;碳量子点在 365 nm的紫外激发波长下发射蓝色荧光,且其荧光发射光谱呈现激发光波长依赖性,当水热碳化温度为200℃、反应时间为4 h时,碳量子点的荧光强度最高.

关键词：废弃烟末、水热碳化、水热炭、碳量子点、燃烧性能

所属期刊栏目：38

分类号：TS41+1(烟草工业)

资助基金：中国烟草总公司重大科技项目;郑州轻工业大学星空众创空间项目

在线出版日期：2023-08-09（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：105-112