《表1 不同温度制备的生物炭HNO3改性前后的表面特性》

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《不同温度制备的HNO_3改性生物炭结构表征研究》

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通过分析HNO3改性前后生物炭的表面特性可以发现，未改性前不同温度制备的生物炭的比表面积、微孔体积、中孔体积和p H均未表现出明显的差异（表1）。HNO3改性后，由于HNO3的强腐蚀作用，HN4CS和HN8CS的比表面积随着微孔体积的减少而明显降低，而中孔体积增加，这可能是由于HNO3可以溶解进入生物炭内部的无机物及氧化生物炭表面阻碍生物炭孔隙扩张的沉积炭，进而增加生物炭孔径，创造了更多中孔结构。HNO3对生物炭表面的腐蚀作用也可以通过扫描电镜（SEM）进一步证明。根据图2，我们发现未改性前两种生物炭都呈现出光滑的表面结构，说明未改性生物炭表面以微孔为主，这与测定的比表面结果一致。然而，HNO3改性后，SEM图呈现明显凹凸结构，这反映了HN4CS和HN8CS表面的中孔结构特性。Qiu et al.研究发现[12]，只考虑孔径结构在吸附中的影响，与微孔结构相比，中孔结构有利于吸附大分子物质。因此，HNO3改性后的生物炭有用于处理水体中大分子污染物的潜力，如染料。对于p H而言，HN4CS和HN8CS与未改性前相比p H均降低，其中HN4CS的p H从中性（7.21）变为酸性（4.40），这可能是因为HNO3改性后4CS表面增加羧基功能团的原因[13]，见图1（a）。生物炭经HNO3改性后，表面官能团、比表面积、孔体积、p H等结构表征均发生了不同程度的变化。结构表征差异可用来解释不同温度制备的HNO3改性生物炭对水体中不同类型污染物的吸附差异，该内容将在后续研究中进行具体阐述。