《表4 生物炭表面官能团的含量》

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《不同原料烘焙炭的理化特性及对亚甲基蓝的吸附性能》

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图5为不同原料烘焙炭的XPS谱。由图5以及表3和表4可以看出，不同原料烘焙炭的有机碳含量比较高，达到80%以上。其中，核桃壳的烘焙炭含量最高，O/C比最小，表明其芳香化程度最高，亲水性最低。而木粉以及橡胶籽壳的O/C最低，表明其芳香化程度最低而亲水性最高。由表3可以看出，烘焙预处理后，C、O结合方式发生了变化，壳类生物质主要以C-C（C1）和C-O（C2）结合为主，而木粉则以C-C（C1）和C=O（C3）结合为主。其中，C-C键的含量升高，即非碳水化合物含量升高。C2通常被认为是羟基的特征吸收，其含量减少意味着材料中纤维素和半纤维素的含量减少，以及材料表面羟基的含量减少。因此，从各个组分的化学结构来看，烘焙预处理致使材料表面失去了大量的含氧官能团。同时，体素中-C-O含量减少，而-O-C=O含量增多，氧通过双键与碳的连接增多，即羰基（C=O）数量增多，这表明经过烘焙预处理后生物质中碳的氧化态含量增加。O2峰面积的改变是由于在烘焙预处理过程中木质素发生氧化、缩合反应产生的羰基基团数量增加。O1峰面积的改变是由于生物质在烘焙预处理过程中纤维素发生脱水反应，半纤维素发生降解反应，木材内含氧官能团的数量减少。四种原料中，核桃壳烘焙炭的O2含量最低而木粉烘焙炭的O2含量最高，表明核桃壳烘焙炭的-C=O含量比较高，而木粉烘焙炭中-C-O含量比较高，这与FTIR谱的结果一致。