尿素活化污泥制备生物质活性炭的研究

以城市污泥为原料,通过尿素活化和两段式热解制备生物质活性炭。结果表明,污泥与尿素的固液比、第1段和第2段的热解温度对污泥活性炭比表面积有较大影响。当活化液中尿素质量分数为20%时,干污泥与尿素的质量比为1∶2,活化时间为24 h,在氮气保护控制第1段热解温度为550℃、停留时间2 h,第2段热解温度为650℃、停留时间1 h,经自然冷却并酸洗干燥后的活性炭样品的比表面积可达到325 m~2/g,高于未活化时相同工艺条件下所得到的炭样品(56 m~2/g)。通过对第1段和第2段热解产物的X-射线衍射和热重分析发现,尿素在活化阶段能迅速到达污泥表面并在1段热解时参与污泥碳化而形成类石墨结构的C3N4,在第2段升温时氮化碳分解为氨气和二氧化碳并从石墨晶区中释放,从而在污泥碳基表面形成孔穴。