不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异

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不同炭化温度下玉米秸秆和沙蒿生物炭的结构特征及化学特性

不同炭化温度下玉米秸秆和沙蒿生物炭的结构特征及化学特性

不同炭化温度下玉米秸秆和沙蒿生物炭的结构特征及化学特性梁桓;索全义;侯建伟;刘长涛【摘要】掌握不同生物炭材料的结构特征和化学特性是合理利用生物炭的基础.通过无氧炭化法制备了不同炭化温度下的玉米秸秆生物炭和沙蒿生物炭,对比了不同材料和不同炭化温度下生物炭性质的差异.结果表明:炭化温度低于400℃时,两种材料生物炭的孔隙结构保存完整,600℃以上时,两种材料生物炭的蜂窝状结构均遭到破坏,玉米秸秆生物炭被破坏得更严重;同一炭化温度下,玉米秸秆生物炭的比表面积及总孔容和平均孔径均大于沙蒿生物炭,两种生物炭的比表面积随炭化温度的升高均增大,总孔容呈“V”形变化;两种材料的生物炭均呈碱性,炭化温度越高,pH越大,400℃~800℃,每升高10℃,玉米秸秆生物炭和沙蒿生物炭的pH均以0.02的幅度增加,同一温度下,玉米秸秆生物炭的pH大于沙蒿生物炭,在400℃、600℃和800℃下分别比沙蒿生物炭高0.31、0.35和0.29单位;随炭化温度的升高,玉米秸秆生物炭和沙蒿生物炭的C、P、K和灰分含量增加,400℃~800℃,玉米秸秆生物炭的C、P、K含量以炭化温度每升高10℃分别增加2.94、0.11、0.20 g/kg的幅度变化,沙蒿生物炭也以4.35、0.07、0.24 g/kg的幅度增加,与此同时,玉米秸秆生物炭的N、H含量以每升高10℃分别以0.13 g/kg和0.86 g/kg的幅度降低,沙蒿生物炭的N、H含量分别以0.04 g/kg和0.82 g/kg的幅度下降,S含量无明显变化,C/N和C/H增大,且不同材料生物炭的元素含量差异显著;两种材料生物炭的N、P、K有效性随炭化温度的升高均下降,400℃~600℃,玉米秸秆生物炭和沙蒿生物炭的速效N含量分别下降了57.89%和19.05%,800℃时两种生物炭的速效N均接近0 mg/kg,400℃~800℃玉米秸秆生物炭和沙蒿生物炭的速效P含量分别降低了67.41%和52.36%,此时速效K含量也分别降低了45.62%和90.16%.总之,不同材料和炭化温度对生物炭的物理特征和化学特性都有较大影响.【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2015(047)005【总页数】6页(P886-891)【关键词】生物炭;沙蒿;玉米秸秆;孔隙度;比表面积【作者】梁桓;索全义;侯建伟;刘长涛【作者单位】内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学生态环境学院,呼和浩特010018【正文语种】中文【中图分类】S158.5目前,生物炭还没有明确的定义,一般认为在低氧或缺氧的环境中,高温处理有机生物质,使生物质中的油和气都被燃烧掉,剩下的部分就是生物炭[1–2]。

农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用

农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用

农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用【摘要】农作物秸秆生物炭是一种在农田土壤改良中具有潜在作用的生物质材料。

本文首先介绍了农作物秸秆生物炭的制备方法,包括生物炭的生产过程和技术。

然后对农作物秸秆生物炭的理化性质进行了分析,探讨了其对土壤养分、微生物和结构的影响。

研究表明,农作物秸秆生物炭可以提高土壤的肥力、改善土壤结构、促进土壤微生物的活性。

文章探讨了农作物秸秆生物炭在土壤改良中的应用前景,提出了一些建议,并强调了其在土壤改良中的重要性。

在未来的研究和实践中,农作物秸秆生物炭有望成为一种有效的土壤改良剂,为提高农田生产力和保护环境作出重要贡献。

【关键词】农作物秸秆生物炭、土壤改良、制备方法、理化性质、养分、微生物、土壤结构、应用前景、建议、重要性。

1. 引言1.1 农作物秸秆生物炭对土壤改良的作用农作物秸秆生物炭是一种在土壤改良中发挥重要作用的环保材料。

通过将农作物秸秆经过热解或氧化还原等方法制成生物炭,可以有效改善土壤质地、提高土壤肥力,并促进植物生长。

其作用主要体现在以下几个方面:1. 富含有机质和微量元素:农作物秸秆生物炭中富含有机质和微量元素,可作为土壤的有机肥料和微量元素供给源,有助于提高土壤肥力和改善土壤质地。

2. 改善土壤结构:农作物秸秆生物炭具有多孔性和大比表面积的特点,可以增强土壤保水保肥的能力,改善土壤通气性和排水性,促进土壤微生物的繁殖和活动。

3. 促进土壤微生物活动:农作物秸秆生物炭中的生物活性物质可以促进土壤微生物的繁殖和活动,提高土壤微生物多样性,加速有机质的分解,从而释放出更多的养分供植物吸收利用。

农作物秸秆生物炭在土壤改良中具有较为广泛的应用前景和重要性,但在实际应用中仍需进一步研究和探索,以提高其改良土壤的效果和效率。

2. 正文2.1 农作物秸秆生物炭的制备方法农作物秸秆生物炭的制备方法可以通过热解法、化学法和生物质氢氧化方法等途径进行。

热解法是较为常见和有效的制备方法之一。

活性炭各种类型的孔隙在吸附过程中的作用

活性炭各种类型的孔隙在吸附过程中的作用

活性炭各种类型的孔隙在吸附过程中的作用活性炭的孔隙大小是不均匀的多分散体系,一般可分为三种类型的孔,即大孔、过渡孔和微孔。

了解每一种孔在吸附过程中的作用是非常重要的,它对活性炭的制造工艺研究、活性炭的应用研究和活性炭的静态和动态吸附理论研究都将起到指导作用。

也可以说研究活性炭(包括其他吸附剂)的各类孔隙在吸附过程中的作用,就是研究活性炭的最核心问题。

那么,在研究活性炭各种类型孔隙在吸附过程中的作用之前,首先我们应该搞清楚下列几个问题:1.活性炭的孔隙结构状况活性炭是多孔性的含碳吸附剂,在每粒活性炭中,都包含有大小不同的孔,这些孔是怎样分布的,有没有一定的规律性。

在这里我们可以形象地比喻活性炭中的孔隙分布好似一棵大树,过渡孔是大孔的分枝,微孔是过渡孔的分枝。

微孔的出口开于大孔和颗粒外表面的总分数,与微孔的出口开于过渡孔表面的分数相比,所占比例是非常小,甚至可以忽略不计。

下面举一例来说明这个问题。

对一般常用活性炭来讲,各类孔隙的比表面积和外表面积为:大孔比表面积 0.5~2m ²/g过渡孔比表面积 20~70m ²/g微孔比表面积 800~1000m ²/g而其外表面积也很小,我们可以用下列公式来进行计算: dp p p n n S 63)3(44==⋅••=γπγπγ式中 n 一颗粒个数P 一固体的密度,m/cm ³.设直径为1.5mm 的球形颗粒活性炭,固体密度为0.5g/cm ³,求它的外表面积:01.0008.015.015.066==⨯==dp S 从对活性炭的外表面积计算的结果来看,活性炭外表面积比起过渡孔和微孔的比表面积,更是微不足道的,即使加上大孔的比表面积,也是可以忽略的。

由此可见活性炭的孔隙结构确实成树枝结构体系。

2.关于活性炭各种孔隙类型的名称目前活性炭的各种类型孔隙名称,叫法很混乱,各种称谓都有。

为了在应用中不发生错误,在这里将它们归纳一下,供大家参考:微型孔,简称微孔,又叫吸附孔,小孔;过渡型孔,简称过渡孔,又称中孔,毛细孔以及输送孔;大型孔,简称大孔,又叫输送孔。

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响迟杰,邢海文,张海彤,童银栋引用本文:迟杰,邢海文,张海彤,童银栋. 不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响[J]. 农业环境科学学报, 2022, 41(3): 616-621.在线阅读 View online: https:///10.11654/jaes.2021-0888您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested in高铁酸钾/高锰酸钾改性生物炭对Cd2+的吸附研究蒋子旸,徐敏,伍钧农业环境科学学报. 2021, 40(4): 876-883 https:///10.11654/jaes.2020-1123氧化老化过程对生物炭吸附镉的影响及机制何玉垒,宋宁宁,林大松,孙约兵,王芳丽农业环境科学学报. 2021, 40(9): 1877-1887 https:///10.11654/jaes.2021-0310锰氧化物改性生物炭对水中四环素的强化吸附赵志伟,陈晨,梁志杰,崔福义农业环境科学学报. 2021, 40(1): 194-201 https:///10.11654/jaes.2020-0803重金属存在下微塑料对环丙沙星的吸附特征及机制研究刘迪,童非,高岩,卢信,樊广萍,张娅香,张振华农业环境科学学报. 2021, 40(5): 1017-1025 https:///10.11654/jaes.2020-1350生物炭基硫酸盐还原菌(SRB)对Cr(Ⅵ)的吸附效应及作用机制朱晓丽,李雪,寇志健,王军强,尚小清,陈超农业环境科学学报. 2021, 40(4): 866-875 https:///10.11654/jaes.2020-1156关注微信公众号,获得更多资讯信息迟杰,邢海文,张海彤,等.不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响[J].农业环境科学学报,2022,41(3):616-621.CHI J,XING H W,ZHANG H T,et al.Effects of the coexistence of biochar and microplastic in different particle sizes on phenanthrene sorption[J].Journal of Agro-Environment Science ,2022,41(3):616-621.开放科学OSID不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响迟杰,邢海文,张海彤,童银栋(天津大学环境科学与工程学院,天津300350)Effects of the coexistence of biochar and microplastic in different particle sizes on phenanthrene sorptionCHI Jie,XING Haiwen,ZHANG Haitong,TONG Yindong(School of Environmental Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin 300350,China )Abstract :Biochar and microplastics normally coexist in the environment,and the interactions between them can influence their sorption of organic pollutants.In this study,polyethylene (PE )and wheat straw biochar (BC )with particle size ranging between 0.85~2.00mm and 0.11~0.18cm were selected and named as LPE,SPE,LBC,and SBC,respectively.The properties of these particles were characterized.The concentration and composition of dissolved organic carbon in the equilibrium solution was determined,and the phenanthrene sorption behavior in response to single or mixed particles was studied.The results showed that there were significant differences in the total specific surface area,pore structure,and contents of the surface functional groups between particles of different sizes.The total specific surface areaof SBC (216.32m 2·g -1)was approximately100times as much as that of LBC (2.31m 2·g -1).The average pore diameter of LBC (8.92nm )was approximately 4times as much as that of SBC (2.28nm ).The total specific surface area of SPE (0.17m 2·g -1)was as much as double of that of LPE (0.07m 2·g -1).As expected,the peak intensity of —OH vibrations in SBC (3400cm -1)was stronger than that in LBC and the peak intensity of the —CH 2vibrations was stronger in SPE than in LPE.The sorption isotherms demonstrated that phenanthrene sorption on particles,fit well with the Freundlich model (R 2>0.94).The sorptive ability (lg K f )of a single particle of phenanthrene,was in the order of SBC>SPE>LPE>LBC.When BC and PE microparticles coexist,the lg K f value was higher than what was predicated by the sum of the收稿日期:2021-08-07录用日期:2021-10-14作者简介:迟杰(1964—),女,天津人,博士,教授,主要研究方向为环境化学。

不同热解温度下禾本科植物生物炭理化特性分析

不同热解温度下禾本科植物生物炭理化特性分析

高度芳香化的黑色蓬松固体物质 [1] ,因其具有丰富的表面活性官能团、较多的孔隙度、较大的比表面积
而具有吸附能力强的特性 [2] 。 生物炭的理化性质不但受制备原料影响 [3] ,也因热解温度 [4] 及生产工
艺 [5] 等不同而有所差异。 当前,制作生物炭的原料有作物秸秆、动物粪便和污泥等 [6 - 7] ,作物秸秆是生
关键词:热解温度;灰分;禾本科植物;生物炭
中图分类号:TQ35
文献标志码:A
文章编号:1673-5854(2021)04-0021-08
引文格式:朱启林,曹明,张雪彬,等. 不同热解温度下禾本科植物生物炭理化特性分析[ J] . 生物质化学工程,2021,55(4) :21 28.
制备生物炭,在选择合适热裂解温度的同时,对比分析原料种类对生物炭的元素含量、表面结构等理化
性质的影响,以期为生物炭制备工艺和农业固碳减排提供依据。
1 材料与方法
1. 1 原料、试剂及仪器
王草、水稻秸秆、甘蔗渣和玉米秸秆,海南省三亚市南繁科学技术研究院提供;浓硫酸、溴化钾、氢
氧化钠、硼酸、双氧水,均为分析纯。
Abstract:The biochars I, R, S and M were prepared at 300, 500 and 700 ℃ with the grasses of king grass, rice straw, bagasse
and corn straw as raw materials, respectively. The effects of different pyrolysis temperatures on the structure and composition of
Physicochemical and Infrared Spectroscopic Properties of Gramineae

《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文

《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》范文

《基于玉米秸秆芯生物炭吸附剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,环境污染问题日益严重,特别是水体污染问题已成为亟待解决的重大环境问题之一。

在各种水处理技术中,吸附法因其简单高效、成本低廉等优点,受到了广泛关注。

其中,生物炭吸附剂作为一种新型的吸附材料,因其具有多孔结构、比表面积大、吸附能力强等优点,近年来备受瞩目。

本文以玉米秸秆芯为原料,通过制备生物炭吸附剂,研究其制备工艺及性能,为实际应用提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料玉米秸秆芯作为制备生物炭吸附剂的原料。

2. 制备方法(1)预处理:将玉米秸秆芯进行清洗、干燥、粉碎等处理。

(2)炭化:将预处理后的玉米秸秆芯放入炭化炉中,在无氧条件下进行高温炭化。

(3)活化:将炭化后的产物进行化学活化或物理活化,以提高其比表面积和吸附性能。

(4)制备完成:将活化后的生物炭进行研磨、过筛,得到所需粒径的生物炭吸附剂。

3. 性能测试采用扫描电子显微镜(SEM)观察生物炭的形貌;利用比表面积及孔径分析仪测定其比表面积和孔径分布;通过吸附实验评价其吸附性能。

三、结果与讨论1. 生物炭的形貌特征通过SEM观察发现,制备得到的生物炭具有多孔结构,孔隙分布均匀,表面粗糙。

这种结构有利于提高生物炭的比表面积和吸附性能。

2. 比表面积和孔径分布比表面积及孔径分析结果表明,制备的生物炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构。

其中,中孔和大孔的存在有利于吸附质的传输和扩散,提高吸附效率。

3. 吸附性能研究通过吸附实验发现,制备的生物炭吸附剂对水中的有机污染物具有良好的吸附性能。

在一定的温度和pH值条件下,生物炭对污染物的吸附量随浓度的增加而增加,达到一定浓度后趋于饱和。

此外,生物炭的吸附性能受温度、pH值、共存物质等因素的影响。

在实际应用中,可根据具体需求调整操作条件,以提高生物炭的吸附性能。

四、结论本文以玉米秸秆芯为原料,通过制备生物炭吸附剂,研究了其制备工艺及性能。

《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》

《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》

《水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能研究》一、引言随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染问题日益严重,尤其是镉(Cd)污染,已成为环境科学领域关注的焦点。

镉是一种有毒的重金属,其进入人体后不易被排除,能引起肾脏和骨骼等多系统的损伤。

目前,各种修复技术中,吸附法因其操作简便、成本低廉等优点备受关注。

水稻秸秆作为一种农业废弃物,具有来源广泛、成本低廉等优点,经过炭化处理后的生物炭具有良好的吸附性能。

因此,研究水稻秸秆生物炭对镉的吸附性能,对于解决镉污染问题具有重要的现实意义。

二、材料与方法1. 材料(1)水稻秸秆:采集自本地农田,经过清洗、晾干、破碎等预处理。

(2)镉溶液:采用CdCl2·2.5H2O配制不同浓度的镉溶液。

(3)生物炭:将预处理后的水稻秸秆进行炭化处理,制备生物炭。

2. 方法(1)生物炭的制备:将水稻秸秆在管式炉中,以一定温度和时间进行炭化处理,制备生物炭。

(2)吸附实验:在一定温度下,将生物炭与镉溶液混合,充分搅拌后静置,测定上清液中镉的浓度,计算生物炭对镉的吸附量。

(3)数据分析:采用Excel和SPSS软件进行数据整理和分析。

三、结果与分析1. 生物炭的表征通过扫描电子显微镜(SEM)观察生物炭的形貌,发现生物炭表面具有丰富的孔隙结构,有利于吸附重金属离子。

通过X射线衍射(XRD)分析,发现生物炭中含有大量的无定形碳和石墨化碳。

2. 吸附性能研究(1)吸附等温线在不同温度下,测定生物炭对镉的吸附等温线。

结果表明,随着镉浓度的增加,生物炭对镉的吸附量也逐渐增加。

在相同浓度下,温度越高,生物炭对镉的吸附量也越大。

这表明生物炭对镉的吸附过程是吸热反应。

(2)吸附动力学研究在不同时间点测定生物炭对镉的吸附量,绘制吸附动力学曲线。

结果表明,生物炭对镉的吸附过程符合准二级动力学模型,表明化学吸附是速率控制步骤。

(3)影响因素研究pH值、离子强度和共存离子等因素对生物炭吸附镉的影响进行了研究。

生物质炭结构性质及其对土壤有效养分和腐殖质组成的影响

生物质炭结构性质及其对土壤有效养分和腐殖质组成的影响

生物质炭(biochar )属于黑炭的一种类型,是由植物生物质在完全或部分缺氧情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化的难熔性固态物质[1],具有高度热稳定性和较强吸附特性。

据估测,全球每年通过生物体燃烧形成的生物质炭数量在50×1012~200×1012g ,且随着人类活动还将不断上升。

常见的生物质炭包括木炭、秸秆炭、竹炭、稻壳炭等[2],有研究报道生物质炭主要包括碳(一般高达60%以上)、氢、氧等,其次是灰分(包括钾、钙、钠、镁、硅等)。

据Demirbas 报道,生物质炭的元素组成为:C (66.6%~87.9%)、H (1.2%~2.9%)、O (10.6%~26.6%)[3]。

其元素组成由最终炭化温度决定,随着最终炭化温度的升高,其含碳量增加,氢和氧的含量降低,灰分含量亦有所增加[4]。

Abdul 等利用热农业环境科学学报2011,30(10):2075-2080Journal of Agro-Environment Science摘要:生物质炭是具有高度热稳定性和较强吸附特性的含碳物质,不同来源生物质炭的结构性质可能存在着很大的差异。

为此对2种自制的不同来源生物质炭和1种商业黑炭进行了结构表征,并研究了添加生物质炭对土壤有效养分和腐殖质组成的影响。

结果表明,不同来源的生物质炭在结构上有明显区别:秸秆生物质炭的芳构化程度和热稳定性最低,脂族性最强;商业黑炭缩合程度和热稳定性最高,脂族性最弱;松枝生物质炭介于二者之间。

向土壤中添加秸秆生物质炭和松枝生物质炭培养45d 后,土壤有机碳含量、胡敏酸和富里酸含量、有效养分含量都有不同程度的增加,同时胡敏酸的色调系数Δlg K 降低,对土壤有机碳的长期保存有积极意义。

关键词:生物质炭;结构性质;土壤有效养分;腐殖质组成中图分类号:S153.6文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2011)10-2075-06生物质炭结构性质及其对土壤有效养分和腐殖质组成的影响周桂玉,窦森*,刘世杰(吉林农业大学资源与环境学院,长春130118)The Structural Characteristics of Biochar and Its Effects on Soil Available Nutrients and Humus CompositionZHOU Gui-yu,DOU Sen *,LIU Shi-jie(College of Resources and Environmental Science,Jilin Agriculture University,Changchun 130118,China )Abstract :Biomass-derived charcoal,also named biochar,has the characteristics of high stability against decay and high capability of adsorp -tion,so it can influence the environment through interaction with climate and geology.There is significant difference in structural characteris -tics of biochar which is obtained from wood and agricultural residues by means of different procedures.As one possible source of the compo -nents with high aromatic structure in soil humus,biochar is of great importance in improving soil fertility,and in maintaining the balance of soil ecosystem.The aim of the research is to investigate the structural characteristics of biochar and the effects of it when applied to soil on available nutrients and humus composition.The results showed that there was great difference between chemical structures of biochar which was produced by different biomass.Aliphatic property of maize straw-derived biochar was stronger than that of pine-derived biochar and commercial black carbon;Aromaticity and thermal stability was on the contrary;Properties of pine-derived biochar was just intermediate.Biochar could influence the soil properties,after being added to soil and incubated for 45days,and the content of soil organic matter,humic acid and fulvic acid were more or less increased to different levels.However,humification degree decreased with the increase of incubated time.The application of biochar could also increase the content of available nutrients,especially the content of phosphorus,alcium and mag -nesium.The decreased Δlg K of humic acid had a positive impact on the long-term preservation of soil organic carbon.Keywords :biochar;structural characteristics;soil available nutrients;humus composition收稿日期:2011-03-22基金项目:973项目(2011CB100503);国家自然基金(40871107,40971141);中国科学院知识创新项目(KZCX2-YW-Q1-07)作者简介:周桂玉(1983—),女,吉林长春人,硕士研究生,从事土壤生物化学的研究。

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炭的孔径分布均以中孔为主,孔隙内部以Ⅱ型孔为主;水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭都具有很好的分形特
征,分形维数( D) 分别为 2. 545 4 ~ 2. 669 3、 2. 629 7 ~ 2. 689 5、 2. 577 3 ~ 2. 597 2,表明这 3 种生物炭孔隙结构比较复杂,
非均质性强,其中水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭均在 500 ℃ 条件下有较高的分形维数,分别是 2. 669 3 和2. 597 2,玉
米秸秆生物炭则在 700 ℃ 条件下有较高的分形维数,为 2. 689 5。
关键词:秸秆;生物炭;孔结构;分形维数
Hale Waihona Puke 中图分类号:TQ35 文献标识码:A
文章编号:1678-5854(2019)02-0041-06
引文格式:叶协锋,于晓娜,周涵君,等. 不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异[ J] . 生物质化学工程,2019,53(2) :41 - 46.
不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异
叶协锋, 于晓娜, 周涵君, 李志鹏, 张晓帆
( 河南农业大学 烟草学院;国家烟草栽培生理生化研究基地;烟草行业烟草栽培重点实验室, 河南 郑州 450002)
摘 要:基于低温氮气吸附的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭进行了孔结构研究,用 BET 方程、
第 53 卷第 2 期 2019 年 3 月
生 物 质 化 学 工 程 Biomass Chemical Engineering
Vol. 53 No. 2 Mar. 2019
doi:10. 3969 / j. issn. 1673-5854. 2019. 02. 007
研究报告———生物质材料
Pore Structure and Fractal Characteristics of Biochars From Different Straw
YE Xiefeng, YU Xiaona, ZHOU Hanjun, LI Zhipeng, ZHANG Xiaofan
( Tobacco Science College of Henan Agricultural University;National Tobacco Cultivation and Physiology and Biochemistry Research Centre;Key Laboratory for Tobacco Cultivation of Tobacco Industry, Zhengzhou 450002, China)
Abstract:Based on the cryogenic nitrogen gas adsorption method, the pore characteristics of biochars made from farmland waste including rice straw, corn stalk and wheat straw were studied. The BET equation, BJH equation and t-plot method were used to caculate the specific surface area, pore size distribution and microporous parameters, and FHH model was used to obtain the fractal dimension( D) of pore. Results showed that different temperature and different materials all had larger effects on the pore characteristics of biochar. With the increase of pyrolysis temperature, the BET specific surface area and pore volume of rice-strawbiochar and wheat-straw-biochar increased firstly and then decreased, whereas, the porosity of corn-stalk-biochar always increased. It was concluded that the mesopores were the main type of pores in three kinds of biochars and the pores mainly consisted of the second pores. It was found that rice-straw-biochar, corn-stalk-biochar and wheat-straw-biochar all had good fractal characteristics, and the pore fractal dimensions were 2. 545 4 - 2. 669 3,2. 629 7 - 2. 689 5 and 2. 577 3 - 2. 597 2, respectively, which reflected the complexity and heterogeneity of the biochar porosity. Both rice-straw-biochar and wheat-straw-biochar had higher fractal dimension at 500 ℃ (2. 669 3 and 2. 597 2), but corn-stalk-biochar had higher fractal dimension at 700 ℃ (2. 689 5). Key word:crop straw;biochar;pore characteristics;fractal dimension
BJH 方程和 t-plot 方法分别计算得到生物炭的比表面积、孔径分布和微孔数据,利用 FHH 模型计算了孔隙分形维数。 研
究表明:不同温度不同材料都对生物炭的孔结构有较大影响,随着热解温度的升高水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭的
BET 比表面积和总孔容呈先增加后降低的趋势,而玉米秸秆生物炭的孔隙度随着热解温度升高持续增加;3 种秸秆生物
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