生物炭基复混肥缓释特性研究
第43卷第3期 2018年6月 广 州 化 学 Guangzhou Chemistry Vol. 43 No. 3 Jun. 2018 文章编号：1009-220X(2018)03-0060-05 DOI: 10.16560/j.cnki.gzhx.20180320
生物炭基复混肥缓释特性研究
易从圣1， 宗同强1*， 杜衍红2*，
李 娜1， 袁雨珍2， 朱佳焘1
（1. 广州中科检测技术服务有限公司，广东 广州 510650；2. 广东省生态环境技术研究所，广东 广州 510650）
摘 要：以油茶壳、稻壳为原料，利用连续热解装置分别在400℃、500℃进行热解，制备油茶壳炭和稻壳炭，将生物炭与尿素、磷酸氢二钾以及自制的淀粉胶黏剂不同比例混合进行挤压造粒，制备了多种生物炭基复混肥，研究不同配比的生物炭基复混肥的缓释特性，发现稻壳炭基复混肥尿素缓释性能优于油茶壳炭基复混肥，500℃热解的稻壳炭与尿素、磷酸氢二钾比例为7∶1.5∶1.5时缓释性能最佳。本研究为开发新型环境友好型缓释复混肥提供了新的方法和视角。 关键词：生物炭；炭基肥；缓释特性 中图分类号：S145.5 文献标识码：A
中国是农业大国，同时也是化肥消费大国，氮肥消费量占世界氮肥总量的30%[1]。传统的普通化肥具
有利用率不高、流失率高的缺点[2]。随着大量的化肥施入农田，化肥污染问题、土壤板结问题等越来越严
重，环境友好型和资源节约型的新型肥料的研究与应用越来越受到重视[3]。
目前，生物炭以其稳定的碳架结构、发达的孔隙结构和比表面积，可作为土壤的碳汇剂和改良剂，这
引起了学术界的广泛关注[4-6]。已有研究发现，生物炭可改善酸性红壤环境促进作物的生长[7]，生物炭还田
增加土壤有机碳[8-9]、改善土壤板结状况[10]。生物炭作为化学肥料的载体制备炭基复混肥为生物炭的还田
提供了一条更为有效的途径，也为缓释肥的研究提供了新的视角。研究发现生物炭基缓释复混肥料作为新
型肥料，能够减缓肥料养分释放速率[11]，降低养分流失对水环境的污染，而生物炭留在土壤中可以改善土
壤性能，提高土壤的生产力以及减少环境污染[12]。一般来说，生物炭基缓释肥由生物炭、粘结剂、化学肥
料组成，不同生物炭、炭肥比等都会影响生物炭基肥的缓释性能[13]。以生物炭为载体，分别釆用简单掺混、
固液吸附和化学反应工艺将生物炭与硫酸铵进行复合，制备了3种炭基氮肥，其制备的生物炭基肥料具有
较好的控释效果[14]。王剑等[15]利用生物炭作为肥料的包裹材料制备了三种不同厚度的生物炭基包裹型缓释
肥料，发现制备肥料的缓释效果随包裹厚度增大而增加。
本文主要采用两种热解温度制备的油茶壳炭、稻壳炭作为尿素的载体，并与磷肥和钾肥进行混合造粒，
制备了12种炭基复混肥，探究其缓释特性，为生物炭基复混肥的制备和应用提供新的方法和依据。
1 实验
1.1 仪器和试剂
尿素、磷酸氢二钾、二甲氨基苯甲醛、硫酸均为分析纯；生物炭材料：油茶壳来自云南腾冲农场，稻
收稿日期：2018-04-19 基金项目：广东省科学院创新人才资助专项，多功能生物炭复合菌剂制备及其钝化土壤重金属效应研究（2017GDASCX-0829）。 作者简介：易从圣（1986~），男，江西宜春人，工程师，本科；主要从事化学检测方法开发和材料研究。
∗ 通讯作者：宗同强（1986~），男，江西南昌人，工程师，硕士；主要从事检测方法的开发。254297012@qq.com 杜衍红（1984~），女，山东泰安人，助研，博士；主要从事生物炭对酸性红壤的改良应用研究。yhdu@soil.gd.cn 第4期 易从圣等：生物炭基复混肥缓释特性研究 61
壳是来自广州岑村某碾米厂。淀粉胶黏剂为自制的玉米淀粉胶黏剂。
紫外分光光度计（上海佑科，UV762），全自动工业分析仪（长沙友欣YX-GYFX7701）。
1.2 生物炭制备实验
油茶壳和稻壳经过烘干粉碎后，利用快速连续热解方法在400℃、500℃限氧条件下进行热解，得到固
态产物油茶壳炭和稻壳炭，标记为COSC400、COSC500、RHC400、RHC500，生物炭冷却后进行粉碎并
过100目筛备用；生物炭经过工业分析仪测的水分、灰分、挥发分和固定碳的比例如表1所示，稻壳炭的
灰分比较高，油茶壳炭的固定碳含量比较高，500℃热解制备的生物炭挥发分降低，灰分和固定碳增加。
表1 生物炭工业分析
水分/ % 灰分/ % 挥发份/ % 固定碳/ % 400℃油茶壳 6.02 3.77 36.87 53.34 500℃油茶壳 5.97 3.8 23.39 66.84 400℃稻壳 5.46 27.01 27.56 39.97 500℃稻壳 4.17 30.69 14.3 50.84
1.3 生物炭基缓释复混肥制备
设计不同生物炭与化肥配比组合（如表2所示），添加适量胶黏剂，利用挤压造粒机进行造粒，低温
烘干密封保存。
表2 炭基缓释复混肥种类
编号 肥料代号 原料 热解温度/℃ 材料配比（炭粉/尿素/磷酸氢二钾） 1 COSC400-SROF1 油茶壳 400 3∶1∶1 2 COSC400-SROF2 油茶壳 400 4∶1∶1 3 COSC400-SROF3 油茶壳 400 7∶1.5∶1.5 4 COSC500-SROF1 油茶壳 500 3∶1∶1 5 COSC500-SROF2 油茶壳 500 4∶1∶1 6 COSC500-SROF3 油茶壳 500 7∶1.5∶1.5 7 RHC400-SROF1 稻壳 400 3∶1∶1 8 RHC400-SROF2 稻壳 400 4∶1∶1 9 RHC400-SROF3 稻壳 400 7∶1.5∶1.5 10 RHC500-SROF1 稻壳 500 3∶1∶1 11 RHC500-SROF2 稻壳 500 4∶1:1 12 RHC500-SROF3 稻壳 500 7∶1.5∶1.5
1.4 炭基缓释复混肥缓释性能测试实验
通过土柱淋溶法分析炭基缓释复混肥单次尿素淋出率。模拟土柱，制备淋溶管：取550 mL矿泉水瓶
去掉底盖改制成淋溶管主体，瓶底直径6.0 cm，瓶高22.0 cm，瓶口作为淋溶出口。由打孔器统一为橡胶塞
钻孔，孔上配置移液枪枪头改制的过滤嘴。橡胶塞塞紧瓶口，在瓶内淋溶出口处附上一层纱布和两层滤纸。
装土：模拟耕层土壤，设置土柱高度15 cm，压实，均匀铺满5 g炭基缓释复混肥，再覆盖5 cm厚度
的土层。
收集滤液：实验第一天加入蒸馏水250 mL，以后每隔24小时缓慢加入加蒸馏水100 mL，下方用250 mL 62 广 州 化 学 第43卷 锥形瓶收集滤液，测量其体积V。由于供试土壤为干土，土壤润湿需要一定量的水分，所以第一次加入的
水分较多。
尿素释放率的测定：利用对二甲氨基苯甲醛显色分光光度法（GB/T 23348-2009），检测水溶液中常微
量尿素含量。选择测试波长为422 nm，对二甲氨基苯甲醛（PDAB）显色剂用量10 mL，硫酸溶液用量4 mL，
显色时间10 min，在此条件下测得的标准曲线在0～1 000 µg/mL范围内为线性关系，最低检出限为 0.5 µg/mL。
2 结果与讨论
2.1 纯尿素淋溶曲线分析
称取5 g的尿素进行淋溶对照实验，尿素单次释放
率结果如图1所示。可以看出，第1次的尿素单次释放
率在70%左右，第2次尿素单次释放率为30%左右，第3次基本没有尿素淋出。
2.2 油茶壳炭基缓释复混肥缓释性能分析
将6种油茶壳炭基缓释复混肥进行淋溶实验，尿素
单次淋出率结果如图2与图3所示。6种复混肥尿素单
次淋出率变化趋势基本相同，都是在第2天尿素淋出率
最高，随后依次减少直至第7天尿素基本完全淋出。第1天的单次释放率均不大于40%，与纯尿素颗粒相比，
加入油茶壳炭基缓释复混肥的尿素释放率明显降低，复混肥的缓释性能明显提高。
其中，COSC400-SROF1第1天淋溶尿素单次淋出率为21.65%，第2天淋出率为32.05%，第3天淋出
率为15.23%，第4、5、6天依次减少，第7天尿素基本全部淋出；COSC400-SROF1前3天的尿素单次释
放率都低于其它两种复混肥，前3天尿素累积释放率＜80%，因此COSC400-SROF1缓释效果较好，即400℃
热解的油茶壳炭与尿素、磷酸氢二钾的比例为3∶1∶1的炭基缓释复混肥的缓释性能更好。
1d2d3d4d5d6d7d010203040
尿素单次浸出率/ %
t / d
图2 油茶壳炭基缓释复混肥尿素淋溶曲线 COSC400-SROF1 COSC400-SROF2 COSC400-SROF3
400℃
1d2d3d4d5d6d7d0510152025303540
45
500℃尿素单次浸出率/ %
t / d
图3 油茶壳炭基缓释复混肥尿素淋溶曲线 COSC500-SROF1 COSC500-SROF2 COSC500-SROF3
500℃热解的油茶壳炭制备的复混肥淋溶率如图3所示，由图3可以看出，前2天COSC500-SROF2与
COSC500-SROF3淋出率较低，随着生物炭含量的增多，尿素淋出率降低，炭基肥的缓释性能更好。经比较，
以上6种油茶壳炭基复混肥中C500-COSOF3的淋出曲线较为平缓，单次淋出率均低于30%，缓释性能最佳。 1d2d3d4d5d6d7d020406080
图1 空白试验纯尿素淋溶曲线尿素单次浸出率/ %
t / d
第4期 易从圣等：生物炭基复混肥缓释特性研究 63
2.3 稻壳炭基缓释复混肥缓释性能分析
将6中稻壳炭基复混肥进行淋溶实验，各肥料尿素淋溶曲线如图4、图5所示。由图4可以看出， RHC400-SROF1第1天尿素单次淋出率为28.73%，第2天淋出率为31.62%，第7天尿素基本淋溶完全；
RHC400-SROF2第1天尿素单次淋出率为24.05%，第2天淋出率为29.05%，RHC400-SROF3第1天尿素
单次淋出率为24.46%，第2天淋出率为25.84%，三种肥料第三天尿素淋出率差异不大，约为24.0%。RHC400-SROF3前3天的尿素单次淋出率都低于其它两种复混肥，前3天尿素累积释放率＜80%，且淋出
曲线较为平缓，因此RHC400-SRF3缓释效果较好。
1d2d3d4d5d6d7d05101520253035
400℃尿素单次浸出率/ %
t / d
图4 稻壳炭基缓释复混肥尿素淋溶曲线 COSC400-SROF1 COSC400-SROF2
COSC400-SROF3
1d2d3d4d5d6d7d05101520253035
500℃
尿素单次浸出率/ %
t / d
图5 稻壳炭基缓释复混肥尿素淋溶曲线 COSC500-SROF1 COSC500-SROF2 COSC500-SROF3
由图5可以看出，RHC500-SROF3第1天尿素单次淋出率为22.47%，第2天淋出率为23.44%，第3
天淋出率为21.90%，前三次累积淋出率＜80%， RHC500-SROF3缓释效果较好，与RHC400-SROF3淋出
曲线相比，同一时间单次淋出率更低，缓释性能也优于RHC400-SROF3。
另外，12种肥料淋溶曲线可以看出，第2天尿素淋出率比第1天高，这是因为第2天淋溶时，土柱是
生物炭对酸性土和盐碱土改良效果的研究进展
生物炭对酸性土和盐碱土改良效果的研究进展
姜井军，郭 瑞，陈伶俐
(淮安市农业技术推广中心，江苏淮安 223001)
摘要:我国酸性土和盐碱土面积大，类型多样，分布广泛，且存在着退化现象。随着农业生产集约化水平不断提高，化肥大量使用和全球气候变化的影响，我国土壤酸化和盐碱化程度呈现加重趋势。生物炭(Biochar)因具有特殊的理化性状，可用于酸性土和盐碱土的改良。本文在介绍生物炭特性基础上，重点总结和论述了生物炭对酸性土和盐碱土的改良效果及机制的研究进展，提出了生物炭在上述领域的研究展望，以期为酸性和盐碱土壤改良利用提供依据。
关键词:生物炭;酸性土壤;盐碱土壤;改良;展望
1 前言
我国的酸性土面积约2.04×108 hm2，盐碱土面积约3.5×108 hm2，分别约占全国耕地面积的21%和36%，分布广泛，类型多样。土壤酸化或土壤盐碱化本身是一个非常缓慢的自然过程。但近几十年来，为了养活众多的人口，我国农业生产的集约化程度不断提高，在单位土地面积上投入的化肥尤其是氮肥数量越来越大，加上全球气候变暖的影响，使得土壤酸化和盐碱化进程呈加速趋势。土壤酸化容易导致土壤环境质量和健康质量的降低，同时往伴随着盐基离子耗竭与养分淋失，造成土壤保蓄能力下降，从而对湖泊水体富营养化、水质变劣等起到推波助澜的作用;而对于盐碱化土壤，它们的盐分含量高，有机质含量低，容易削弱植物的蒸腾作用，抑制植物生长，甚至导致植物枯亡。盐碱化不但造成了资源的破坏和农业生产的巨大损失，而且还对生物圈和生态环境构成威胁。随着世界人口增长和土地退化的加速，世界各国高度重视酸性土和盐碱土改良、开发利用及保护。 目前，施用石灰石或白云石被认为是防止土壤酸化同时也是提高养分含量的有效方法，此法在世界上获得广泛应用，其优点是可以较为快速地缓解或消除土壤酸化及其影响，但其副作用亦不容忽视，特别是会导致土壤有机质含量的下降，同时，大量使用石灰会增加农业生产成本并消耗宝贵的矿产资源;另一种常见方法是施用生理碱性肥料，一般是施用硝酸钾、草木灰，但硝酸钾极易淋失，在化肥用量过多和氮素过量的情形下，施用硝酸钾并不适宜，而产生草木灰要焚烧秸秆，这不符合生态环保原则。而改良盐碱土壤的技术一般分为物理措施、生物措施、化学措施三大类。物理措施中较常用的客土替换、水力淋洗等方式具有基础投资大，工程复杂等缺点;生物措施中远源杂交、基因工程培育耐盐种对技术要求高，经济投入大，且见效慢，周期长;化学措施即施用改良剂如石膏等，虽然见效快，但成本较高。
生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展
生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展
一、概述
生物炭，一种由生物质在缺氧或完全缺氧的条件下经高温热解产生的富含碳素的固态物质，近年来在环境、农业、能源等多个领域引起了广泛关注。其独特的物化特性，如高孔隙度、大比表面积和优异的吸附性能，使得生物炭在土壤改良、污水处理、大气净化、能源储存等方面展现出巨大的应用潜力。随着对生物炭研究的深入，改性生物炭的概念也应运而生。改性生物炭是在原始生物炭的基础上，通过物理、化学或生物等手段，进一步优化其性能，拓宽其应用领域。本文旨在综述生物炭及其改性产物的制备方法，以及它们在农业、环境保护、能源储存和材料科学等领域的应用研究进展，以期为生物炭的进一步开发利用提供科学依据。
1. 生物炭与改性生物炭的定义与特性
生物炭（Biochar）是一种由生物质在缺氧或低氧条件下经过热解或气化等热转化过程生成的炭化材料。它具有丰富的孔隙结构和优良的吸附性能，是一种重要的环境材料和能源载体。生物炭的主要成分是碳，除此之外还含有氢和氧等元素，这些元素的含量取决于热裂解方法和炭化最终温度，而与原料类型关系不大。随着炭化温度的升高，生物炭中碳元素的含量增加，而氢和氧的含量则相应降低。
改性生物炭则是在生物炭的基础上，通过物理、化学或生物方法进行改性处理，以进一步改善其吸附性能、提高其对特定污染物的去除能力或赋予其新的功能特性。改性生物炭的制备方法多种多样，包括酸处理、氧化处理、还原处理、热处理、负载金属或纳米颗粒等。
生物炭及改性生物炭具有多种优良特性，如高比表面积、丰富的孔隙结构、良好的吸附性能、稳定性强、环境友好等。这些特性使得生物炭及改性生物炭在农业、环保、能源等领域具有广泛的应用前景。例如，在农业领域，生物炭可以用于土壤改良，提高土壤保水保肥能力，促进作物生长在环保领域，生物炭及改性生物炭可以用于污水处理、废气处理、固废处理等，有效去除污染物，提高环境质量在能源领域，生物炭可以作为可再生能源的载体，用于生产生物燃气、生物油等。
生物质基炭材料的设计、制备及其电化学性能研究
生物质基炭材料的设计、制备及其电化学性能研究
生物质基炭材料的设计、制备及其电化学性能研究
随着环境问题的突出和可再生能源的迫切需求，生物质基炭材料作为一种可持续性、可再生性能源材料备受关注。在本文中，我们将探讨生物质基炭材料的设计、制备方法以及其电化学性能的研究进展。
首先，生物质基炭材料的设计是基于生物质资源的特性和应用需求进行的。生物质作为一种可再生性原料，具有丰富的来源、低成本和可持续性等优势。通过选择不同种类的生物质资源，如木材、植物秸秆和废弃物等，可以设计出具有不同性能和功能的生物质基炭材料。此外，生物质基炭材料中的孔隙结构也是设计的重要方面。可以通过控制炭化条件和添加活化剂等方法，实现对生物质基炭材料孔隙结构的调控，从而提高其吸附性能和储能性能。
其次，生物质基炭材料的制备方法通常包括两个步骤：炭化和活化。炭化是将生物质原料经过高温处理，使其失去非碳元素，得到炭质产物的过程。活化是在炭化产物的基础上，通过引入活化剂进行处理，增加其孔隙结构和表面积。生物质基炭材料的制备方法主要包括热处理、气相活化和化学活化等。热处理是将生物质原料加热至高温，使其发生热解反应，生成炭质产物。气相活化是在炭化产物中引入气体活化剂，通过气体分子与碳质表面发生反应，形成更多的微孔结构和孔隙。化学活化是在炭化产物中添加化学活化剂，通过其与碳质表面的化学反应，增加碳质的孔隙结构。这些方法可以单独应用，也可以结合使用，以得到理想的生物质基炭材料。
最后，我们将讨论生物质基炭材料的电化学性能研究进展。生物质基炭材料被广泛应用于电化学领域，如超级电容器和锂离子电池等。在超级电容器中，生物质基炭材料具有高比表面积、良好的导电性和可逆的离子吸附/解吸附能力，能够实现高能量存储和快速充放电的性能。在锂离子电池中，生物质基炭材料作为负极材料，具有高容量和良好的循环稳定性。通过调控生物质基炭材料的孔隙结构和表面性质，可以进一步提高其电化学性能。
生物炭及其对土壤环境的影响
生物炭及其对土壤环境的影响
韩光明;蓝家样;陈温福;张涛;詹先进;孟军;陈全求;黄云;孙世清
【摘 要】综述了生物炭的基本特性、环境效应以及生物炭对土壤理化性质、微生物数量及种群结构多样性的影响.土壤中添加生物炭可以提高其对土壤水分和养分的吸附能力,并且增加土壤持水性和养分有效性,延缓肥料养分的释放,进而增加土壤保肥能力,提高养分利用率;生物炭的特性也为土壤微生物提供了栖息的场所和养分,从而提高土壤微生物的数量.不同生物炭类型所提供的碳源的差别,将会引起土壤微生物群落组成和多样性发生变化.最后,对生物炭研究过程中需要注意的问题进行了展望.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2014(000)031
【总页数】4页(P10941-10943,10949)
【关键词】生物炭;土壤环境;土壤理化性质;土壤微生物
【作 者】韩光明;蓝家样;陈温福;张涛;詹先进;孟军;陈全求;黄云;孙世清
【作者单位】湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;沈阳农业大学,辽宁生物炭工程技术研究中心,辽宁沈阳110866;湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;沈阳农业大学,辽宁生物炭工程技术研究中心,辽宁沈阳110866;湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;湖北省农业科学院经济作物研究所/农业部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430064;潜江市农业科学研究所,湖北潜江433100
【正文语种】中 文
【中图分类】S216
生物炭基肥料标准
生物炭基肥料标准
1. 引言
生物炭基肥料是一种由植物生物质经过热解或者气化得到的炭质产物，具有良好的物理、化学和生物学特性。生物炭具有高孔隙度、大比表面积、高吸附性能和优良的肥料富集效应，可以用作改良土壤结构、提高土壤肥力和保持营养等作用，具有广泛的应用前景。
为了保证生物炭基肥料的质量和安全性，制定相应的标准十分重要。本文将介绍生物炭基肥料的标准内容，包括原料要求、质量指标、检测方法等。
2. 标准内容
2.1 原料要求
生物炭基肥料的原料主要是植物生物质，包括秸秆、木材、残枝败叶等。原材料应符合以下要求：
• 原料来源清洁，不含有害物质，如重金属、农药残留等；
• 原料质量应稳定，无腐朽、霉变等现象；
2.2 质量指标
生物炭基肥料的质量指标是评价其肥效和安全性的重要指标。
2.2.1 基本指标
• 炭含量：生物炭基肥料中的炭含量应达到一定比例，一般应在60%以上；
• 水分含量：生物炭基肥料的水分含量应控制在一定范围，一般不超过15%。
2.2.2 营养元素含量
生物炭基肥料中的营养元素含量对植物生长和肥效起着重要作用。以下是一些常见的营养元素指标：
• 有效态氮含量：生物炭基肥料中的有效态氮含量应符合农作物生长的需求；
• 磷、钾含量：生物炭基肥料中的磷、钾含量应符合农作物生长的需求；
• 微量元素含量：生物炭基肥料中的微量元素含量应符合农作物生长的需求。 2.3 检测方法
为了准确评估生物炭基肥料的质量指标，需要采用合适的检测方法进行检测分析。以下是一些常用的检测方法：
• 炭含量检测：可以使用碳含量测定仪等设备进行测定；
• 水分含量检测：可以使用烘箱法、红外干燥仪等设备进行测定；
• 营养元素含量检测：可以使用原子吸收光谱仪、离子色谱仪等设备进行测定。
3. 结论
生物炭基肥料标准的制定对于确保生物炭基肥料的质量和安全性具有重要意义。标准内容包括原料要求、质量指标和检测方法等方面，以保证生物炭基肥料的质量可控和监管标准。随着生物炭基肥料的广泛应用，相关标准的不断完善将促进生物炭基肥料行业的健康发展。
生物炭对土壤肥力、作物产量及品质的影响研究
生物炭对土壤肥力、作物产量及品质的影响研究
摘要：所谓生物炭，主要是在厌氧或无氧条件下，经过低温热解，生物材料会形成一类具有孔隙率发达、性质稳定、含有碳素、比表面积较大等特点的固态多功能材料。将生物炭应用在土壤中，可改善土壤结构、增加土壤养分、强化蓄肥保水力，使植物菌根更好的生长，最终可达到作物品质及产量提升的目的。鉴于此，文章详细论述了生物炭对土壤肥力及作物产量和品质的影响，以期对业界人士有所参考与借鉴，最终能够为农业更好的发展助力。
关键词：生物炭；土壤肥力；作物产量；品质；影响
前言：将生物炭应用在土壤改良中，不但能够改善土壤结构，也会使土壤养分含量获得更好提升，确保植物菌根的稳固健康生长，切实实现农作物产量与品质的提升。如今，业界人士也在深入开展对生物炭的有关研究工作，相信在未来的农业发展中，一定会广泛的应用生物炭。
1生物炭对土壤养分的影响
生物炭对土壤容重和孔隙度的影响与土壤团聚体的形成有关。大量实验证明，生物炭中的醌基等官能团及其多孔性可使土壤团聚体的结构得以有效改善，且生物炭的性质与施加量均会使改善效果受到影响。比如，生物炭粒径的大小会影响生物炭、微生物及土壤彼此间的互相作用效果，粒径粗的生物炭能够使大团聚体延缓形成，将生物炭加入到质地黏重的土壤中，一般会使大团聚体含量增加，同时也会使微团聚体含量降低。与此同时，若生物炭施加量低或土壤和生物炭反应时间短时，那么会使团聚体的分布及稳定性得不到有效调节，将适量的生物炭长期施加在特定的土壤中，会显著提升土壤团聚体的形成过程，最终可有效提高其稳定性。 生物炭中有很多矿质营养元素，比如钙、钾、氮、磷等，这部分矿质营养元素能够有效提高土壤养分，同时也可保证生产力的提高。生物材料通过低温热解后可得到生物炭，其中含有很高的碳元素，且碳氮比与钾含量等也非常高，然而，磷与氮的含量却很少，一旦温度不断增加，其中的碳含量会显著降低，其中的钾、磷和氮的含量则会增加，与此同时，PH值也会得到 提升。应用生物炭，还可以提高阳离子交换层析这样就确保了土壤有更高的营养，同时植物生长需要的养分也能够得以满足。在高吸附与化学反应等方面，生物炭优势显著，它能促进肥料的缓慢释放，延缓肥料养分的释放，且其中的营养离子不会大量的溶解迁移，自然会降低养分流失，也可以有效提高实际的利用率
生物炭的研究现状与农业推广应用分析
生物炭的研究现状与农业推广应用分析
作者：闻艺 王昌梅 张无敌 徐锐 王润 宋荣平 何姝彦 李静秋 刘安琪 马敏 刘青松 孔令熙 张成昊 李扬
来源：《安徽农业科学》2021年第22期
摘要 在加快推动以清洁低碳为导向的新一轮能源变革、减少二氧化碳排放与实现绿色生态可持续发展的背景下，我国生物质能产学研结合得更加紧密，生物炭的研究日益成熟，在大力呼吁与促进生物炭从实验室推广向产业化、生物炭产品投入农业使用的过程中，还存在需要解决的标准化问题。综述生物炭的性状特征、制备方法、应用现状，指出农业推广应用中需要评估环境、生物风险，展望生物炭在未来农业推广中的应用前景。 关键词 生物炭;研究现状;农业推广;应用分析
中图分类号 S156.2 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2021）22-0010-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.003
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Research Status and Analysis in Agricultural Extension Application of Biochar
WEN Yi，WANG Chang-mei，ZHANG Wu-di et al （School of Energy and Environment
Science，Yunnan Normal University，Kunming，Yunnan 650500）
Abstract In the background of promoting the clean and low carbon oriented new energy
revolution to reduce carbon emissions and to realize the sustainable development of green
生物炭的结构及其理化特性研究回顾与展望
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(1): 118 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: zwxb301@
本研究由国家重点研发计划项目“稻田生物炭基培肥产品的研制与施用技术”(2016YFD0300904-4)、“生物炭基复合肥料研制与示范”(2017YFD0200802-02), 辽宁省高校重大科技创新平台(生物炭工程技术研究中心)项目，院士专项基金和国家水稻产业技术体系项目(CARS01-46)资助。 This study was supported by the National Key Research and Development Program of China “the Development and Application of Biochar-based Fertilizer in Rice Soil Fertility” (2016YFD0300904-4), the State Key Special Program of Biochar-Fertilizer Technology Re-search and Industrialization Demonstration (2017YFD0200802-02), the Liaoning Province Major Science and Technology Platform for Uni-versity (Biochar Engineering and Technical Research Center), the Special Fund for Academicians, and the National Rice Industrial Technol-ogy System (CARS01-46). * 通信作者(Corresponding author): 陈温福, E-mail: wfchen5512@ 第一作者联系方式: E-mail: biochar_zwm@ Received (收稿日期): 2020-03-17; Accepted (接受日期): 2020-08-19; Published online (网络出版日期): 2020-09-22.
山核桃蒲壳生物炭砂浆基本性能及机理研究
第42卷第9期2023年9月硅 酸 盐 通 报BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYVol.42 No.9September,2023
山核桃蒲壳生物炭砂浆基本性能及机理研究
周文建,薛 文,许 丹,李 颖
(浙江科技学院土木与建筑工程学院,杭州 310000)
摘要:将生物炭用于水泥基材料可改善其基本性能,实现固碳的同时丰富了生物质固废资源化利用的途径。为研究山核桃蒲壳生物炭作为细骨料对水泥砂浆性能的影响规律及作用机理,将其以不同体积分数替代细骨料制备砂浆,对水泥砂浆拌合物的流动性、硬化砂浆的微观结构、基本力学性能及保温性能展开试验研究。结果表明:1)拌和时添加25%(占生物炭质量分数)的水作为附加用水,拌合物的工作性最稳定。2)生物炭25%(体积分数)替代砂时,骨料周围可形成良好的浆体握裹及界面过渡区,使砂浆试件抗折强度和抗压强度最高;随着砂替代率的增加,砂浆试件的强度均逐级减小。3)随着生物炭用量的增加,水泥砂浆导热系数呈显著的逐级下降趋势,生物炭的原生孔隙延长了热传导路径,并发挥了慢导热作用,添加生物炭可显著提高水泥砂浆的保温隔热性能。关键词:山核桃蒲壳生物炭;砂浆;细骨料;工作性能;强度;保温性能中图分类号:TU528.59 文献标志码:A 文章编号:1001-1625(2023)09-3186-10
ResearchonBasicPropertiesandMechanismofCaryaCathayensis
PeelsBiocharMortar
ZHOUWenjian,XUEWen,XUDan,LIYing(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniversityofScienceandTechnology,Hangzhou310000,China)
Abstract:Theuseofbiocharincement-basedmaterialscanimprovetheirbasicpropertiesandachievecarbonsequestrationwhileenrichingthewaysofresourceutilizationofbiomasssolidwaste.Tostudytheeffectofcaryacathayensispeelsbiocharonmortar’sperformance,includingfluidity,microstructure,basicmechanicalpropertiesandthermalinsulation,mortarsampleswhosefineaggregateswerepartiallyorcompletelyreplacedbycaryacathayensispeelsbiocharwereprepared.Theexperimentresultssuggestthat:1)thebestworkabilityofthemixisfoundwithextrawateradditionattherateof25%ofbiocharbymass.2)Thehighestflexuralandcompressivestrengtharefoundinmortarwith25%biochar-sand-replacementbyvolumefraction,whichhasabetterinterfacialtransitionzoneandpaste-wrappingaroundtheaggregatesparticles,beyondthisaddition.Withtheincreaseofsandsubstitutionrate,thestrengthofmortarspecimensdecreasesstepbystep.3)Thethermalconductivityofcementmortarpresentsasignificantdecreasingtrendwiththeincreaseofbiocharaddition.Thenativeporesofbiocharprolongtheheattransportingpathandexhibittheeffectofslowingdownthermalconductionwhichsignificantlyimprovethethermalinsulationandheatpreservationperformanceofcementmortar.Keywords:caryacathayensispeelsbiochar;mortar;fineaggregate;workingproperty;strength;thermalinsulationproperty
生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展
化工进展ChemicalIndustryandEngineeringProgress2022年第41卷第1期
生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展
张鹏会，李艳春，胡怀生，齐慧丽，胡浩斌
（陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳745000）
摘要：生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。
将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂，不仅将二者的优势有效结合起来，同时得到的复合材料在
官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显著改善。生物炭良好的导电性提高了光催化过程中
电子-空穴对分离的效率，丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物，便于其光催化去除。本文综述了生物
炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响，详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂
热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。此外，还通过深入的机理分析，探讨了生物炭
基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。最后，归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的
应用并展望了未来的发展前景和潜力。
关键词：生物炭；光催化剂；废水；降解
中图分类号：TB33；X52文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）01-0001-16
Preparationofbiochar-basedphotocatalysts,properitiesand
environmentalapplications:areview
ZHANGPenghui，LIYanchun，HUHuaisheng，QIHuili，HUHaobin
(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LongdongUniversity,Qingyang745000,Gansu,China)
Abstract:Biocharcanbeusedasanexcellentplatformforsupportingvariousphotocatalyticparticlesduetoitsuniquesurfaceproperties,easilytunablefunctionalgroups,chemicalstability,andelectricalconductivity.