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1.
玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质表征 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质,通过实验室自制玉米秸秆生物质炭基化肥,研究生物质炭添加量对炭基肥的形貌特征、pH、表面官能团种类和元素组分的影响。结果表明:玉米秸秆生物质炭具有丰富的孔隙结构,化学肥料添加量越大,结构表面无序化程度越高;总孔容和平均孔径的变异范围分别为2.1～3.3 cm3/kg和2.7～3.2 nm,平均为2.8 cm3/kg和2.9 nm。生物质炭化后,C-O-C、-COOH、-CH3、-CH2消失,化学肥料并不影响生物质炭缓释载体原有的分子结构,只是影响其元素含量。与未加化肥的生物质炭对照相比,炭基肥中C、H元素含量降低,而N、O元素含量升高,变幅分别为47.7%～68.4%、20.2%～28.2%、59.5%～82.6%和164.0%～228.8%,平均为59.4%、24.1%、71.9%和196.5%;而元素组分的H/C、O/C和(N+O)/C都有所增大。总之,化学肥料存在于生物质炭表面和孔隙之中,其添加并未改变生物质炭的骨架结构和官能团种类,而元素组分含量和原子比(H/C、O/C和(N+O)/C)的改变将可能更有利于增强生物质炭基肥的保水与吸附性能。 相似文献
2.
不同热解温度制备的水稻秸秆生物炭理化特性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤通报》2020,(1):136-143
以不同热解温度(100～800℃)制备的水稻秸秆生物炭为研究对象,研究在不同热解温度下制成的生物炭的理化特性。结果表明,热解温度为100～300℃制成的水稻秸秆生物炭呈弱酸性,400℃以上时呈碱性;水稻秸秆生物炭表面碱性含氧官能团数量随着热解温度的升高而增加、酸性含氧官能团则减少;水稻秸秆生物炭中的官能团C=C、C-O-C、-OH和-C=O在较高的热解温度下发生缔合或消除,促进了芳香基团的形成;随着热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的阳离子交换量(CEC)、比表面积、孔径、比孔容、氮气吸附量和颗粒表面的分型维数(D1)均先增加后降低,阳离子交换量(CEC)在300～500℃时、其它性状在400～600℃之间达到最大值;以不同热解温度制成的水稻秸秆生物炭颗粒的孔隙结构均以孔隙宽度2～50 nm的中孔为主。随热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的产率逐渐降低;400～500℃炭化2 h,生物炭产率最高,其孔隙结构最为复杂,所以可以认为400～500℃是水稻秸秆炭化的最佳温度。 相似文献
3.
《土壤通报》2020,(3):717-724
以玉米秸秆、水稻秸秆、稻壳为原料分别在350℃、450℃、550℃、650℃热裂解温度下制备玉米秸秆炭(MSB)、水稻秸秆炭(RSB)和稻壳炭(RHB),比较不同热裂解温度下三种生物质炭对溶液中重金属离子Cd~(2+)的吸附解吸特性。利用准一级、准二级和颗粒内扩散模型对吸附过程进行拟合,结果表明三种生物质炭对Cd~(2+)的吸附满足颗粒内扩散方程。随着热裂解温度的升高,同一种原料制备的生物质炭达到吸附平衡的时间缩短。Langmuir方程和Freundlich方程拟合结果显示,三种生物质炭对溶液中Cd~(2+)的吸附更符合Langmuir方程。单位数量的RSB在一定浓度Cd~(2+)溶液中对Cd~(2+)的吸附量显著高于MSB和RHB。三种生物质炭对Cd~(2+)的吸附量随制备生物质炭的热裂解温度的升高而降低。三种生物质炭中玉米秸秆炭的解吸率最小。因此评价生物质炭对溶液中重金属的去除效果需要考虑原料、热裂解温度等多种因素的影响。 相似文献
4.
本文采用H2O2/NaOH对玉米秸秆（RCS）进行改性来制备可吸附石油的生物质吸附剂（HNCS）。通过模拟实验,比较了不同改性时间的HNCS吸油量,发现改性14h的吸油量最大,达14.08g·g-1,而改性前RCS仅为4.33g·g-1,改性使得吸油量提高了325%,且吸油速率更快。通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积/孔隙度分析仪和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）,对改性前后样品结构进行表征,同时采用洗涤剂法和硫酸法对纤维素、半纤维素、木质素含量进行测定,结果发现：改性后的HNCS表面更加粗糙,且出现大量的吸附孔隙,比表面积为7.14m·2g-1,表面亲水性官能团减少,纤维素含量增加而木质素含量减少。这说明吸油量和吸油速率受到吸附剂表面官能团、比表面积和孔隙/间隙的影响。 相似文献
5.
秸秆炭化还田是培肥地力和土壤固碳的重要途径。该研究采用慢速热解试验平台，研究了热解温度 (450、500、550、600和650 ℃) 和停留时间 (30、40、50和60 min) 对水稻秸秆热解产物理化性质（以还田利用指标为主）的影响，同时分析了不同生产条件下的产品收率和能量分布。试验结果表明，热解温度为450～650 ℃时制备的水稻秸秆炭O/C均低于0.2，H/C均低于0.7，且随着热解温度升高和停留时间的增加，O/C和H/C呈现明显减小趋势；随着热解温度升高，水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值均呈上升趋势，其值分别为4.5～83.4 m2/g、688～1 059 μs/cm和9.8～10.5；阳离子交换量在43.7～71.1 cmol /kg之间无规律波动；随着反应条件变化，水稻秸秆炭的比表面积、电导率和pH值具有较强的相关性，比表面积与pH值相关系数达到0.83，pH值与电导率相关系数为0.66，比表面积和电导率相关系数为0.54。随着热解温度的升高，炭产率降低，热解气产率增加，热解气中H2、CH4等可燃气组分富集，热值增加，最大可达到15.74 MJ/m3；热解温度为445～650 ℃变化时，水稻秸秆炭能量收率为45.2%～53.8%，热解气能量收率为11.6%～19.1%。该研究为水稻秸秆炭化还田轻简化热解设备开发提供了基础支撑。 相似文献
6.
秸秆微波水热炭和活性炭理化及电化学特性 总被引：5，自引：5，他引：0
为了解秸秆微波酸催化水热炭和碱活化活性炭形成机制和理化特性演变规律,该研究开展了不同柠檬酸质量分数下的秸秆微波水热和活性炭的制备试验,并研究了水热炭和活性炭理化及其电化学特性。结果表明,随柠檬酸质量分数的增加,秸秆水热炭的产率、挥发份和H含量减少,而其灰分、固定碳、C和高位热值增加,且酸质量分数为10%后趋于稳定。柠檬酸质量分数为10%时,水热炭的碳微球结构最丰富,其比表面积和孔体积最大,且以中孔为主。10%柠檬酸水热炭在900℃下经KOH活化后的活性炭产率为8%～11%,活化气体产率为32%～35%,且以CO和H_2为主。900℃活性炭的比表面积为1 250～1 570 m~2/g,总孔体积为1.00～1.20 cm3/g,孔径为3.55～4.10 nm,且以中孔和微孔为主。当电流密度为1 A/g,水稻、玉米和油菜秸秆活性炭的比电容分别为160.54、150.12和155.17 F/g,且循环5 000次后的电容保持率分别为91.04%、88.12%和89.06%,表现出较好的循环稳定性。水稻秸秆水热炭和活性炭的产率、灰分、碳转化率、能量转化率、比表面积、总孔体积、比电容和电容保持率最大。 相似文献
7.
玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭及其对盐碱土壤理化性质的影响 总被引：5，自引：2，他引：3
[目的]研究不同温度制备的玉米秸秆和污泥基生物质炭不同施加量对盐碱土壤基本理化性质的影响,为盐碱土改良及土壤污染物质的生态修复等方面的研究提供科学依据。[方法]以质量比5∶2的玉米秸秆和剩余活性污泥为原料,分别在300,350,400,450,500℃共5个不同温度条件下热解制备生物质炭,通过扫描电镜、元素分析和红外光谱对其性质及结构进行分析,并通过培养试验研究其对盐碱土壤基本理化性质的影响。[结果]随着热解温度的升高,生物质炭微观结构越发达,比表面积越大,表面官能团的种类和数量也产生了显著性变化;同时随着热解温度逐渐升高,生物质炭C含量不断增加,而O,H和N含量却逐渐降低;添加玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭能够显著增加盐碱土壤中有机碳含量,而土壤中总氮、总磷、有效磷、速效钾含量变化幅度较小;水溶性盐含量降低明显;加入生物质炭后大幅度提高了土壤阳离子交换能力,添加量越大,阳离子交换量越大;但生物质炭对土壤pH值影响不大。[结论]玉米秸秆和污泥基生物质炭提高了土壤养分含量和肥力指标,降低了土壤盐碱性。玉米秸秆和污泥基生物质炭可用于盐碱土壤的改良。 相似文献
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热解温度对玉米秸秆炭产率及理化特性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
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秸秆生物炭对棕壤中Cu(Ⅱ)的吸附效应及影响因素 总被引：5，自引：2，他引：3
以棉花、花生秸秆为原料,采用限氧热裂解法分别于350℃、500℃、650℃下制备生物炭,通过等温吸附和吸附动力学实验,研究两种秸秆生物炭对棕壤中Cu(Ⅱ)的吸附特性和修复效应。结果表明:随裂解温度上升,秸秆生物炭的碳化程度和BET比表面积增加,而含氧官能团、H/C和O/C的比值则减少,且花生秸秆生物炭的芳香化程度、碳化程度和比表面积均高于棉花秸秆生物炭;不同温度梯度制备的生物炭在吸附效果及机制方面存在差异,秸秆生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附效果与Lagergren动力学方程的二级动力学方程、Langmuir等温方程可以较好拟合;随着pH的升高,吸附量均增加,吸附量在6.5时达到最大,且花生生物炭的吸附量大于棉花生物炭;SEM电镜扫描图展示了花生秸秆生物炭的表面特征和孔隙结构比棉花明显;FTIR谱图分析表明秸秆生物炭含氧官能团含量随裂解温度的升高而减少。综上,花生秸秆生物炭对山东棕壤重金属污染的修复效果更优。 相似文献
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不同地区油菜秸秆制备的生物质炭对酸性红壤的改良效果 总被引：1，自引：0，他引：1
从江西鹰潭、安徽宣城、江苏南京和淮阴等4个地区收集油菜秸秆,在500℃下厌氧热解制备生物质炭,比较生物质炭的pH、盐基离子和碳酸盐含量的差异,并在20 g/kg加入量下考察其对安徽宣城pH 4.1的酸性红壤改良效果。结果表明,江西鹰潭油菜秸秆炭pH、盐基离子和碳酸盐含量最低,安徽宣城油菜秸秆炭次之,江苏淮阴和南京油菜秸秆炭的相应参数值最高。当用这4种油菜秸秆炭改良土壤酸度时,改良效果表现为江苏淮阴>江苏南京>安徽宣城>江西鹰潭,与生物质炭pH、盐基离子和碳酸盐含量一致。因此,利用秸秆生物质炭改良土壤酸度时,不仅需要考虑炭化条件和秸秆类型,作物的产地差异也需要进行考量。 相似文献