混合木屑经镍改性的生物炭：结构与光催化活性的多技术研究 芭芭拉·瓦夫拉斯泽克、 芭芭拉·查马斯和 卡塔日娜·耶迪纳克

《Materials》：Nickel-Modified Biocarbons from Mixed Wood Sawdust: Multitechnique Study of Structure and Photocatalytic Activity Barbara Wawrzaszek, Barbara Charmas and Katarzyna Jedynak

　　

摘要

随着持久性有机化合物造成的环境污染日益严重，人们需要开发出能够同时实现污染物吸附与催化降解的可持续材料。本研究通过在500和800°C下对生物质进行热解，得到了镍改性的生物炭，其镍含量分别为5%和10%（按重量计），旨在探究合成条件对这些材料的结构、表面化学性质及功能特性的影响。研究采用了多种方法来分析这些材料的结构参数、元素组成、表面形态、官能团以及吸附和光催化性能。研究结果表明，热解温度是决定生物炭性质变化的主要因素，它会导致比表面积和微孔率下降，碳的芳香化程度上升，氧官能团减少，而碱度和热稳定性则有所提高。镍的加入有助于形成晶体镍相和氧化还原中心，同时会部分堵塞微孔。因此，在800°C下得到的材料具有更高的光催化活性。本文从机制层面阐述了结构与性质、功能之间的关系，并为设计具有优化吸附和光催化性能的生物炭提供了实用指导。