生物質炭由生物質在缺氧條件下經過高溫轉化而成,是一種富含碳素的多孔固體顆粒物質。大量有機廢棄物都可用作制備原料。這一“古老”的新生事物能將生物質中不穩定的有機碳轉化固定,還因具備多重潛在價值引起土壤學家、農學家、環境學家、生態學家、能源學家的興趣。在農業領域,土壤中添加生物質炭可以改善持水能力和養分供應,增加微生物活性,利于作物增產;在工業領域,生物質炭可以用作電池電極或催化劑,比如電池中石墨的替代品;在環境領域,生物質炭作為優良的吸附材料可以去除環境中的污染物,還可以吸附游離碳和氮化合物,減少生物質在轉化過程中溫室氣體的排放。生物質炭是一種多孔質炭材料,外觀黑色,形狀主要有粉狀和顆粒狀。安徽環境修復生物質炭
生物炭的pH一般呈堿性,Balwant等研究發現,生物炭pH介于6.93~10.26范圍之間,也有研究報道可以制備pH介于4~12之間的生物炭。生物炭中無機礦物是造成生物炭pH偏堿的主要原因,生物炭的表面含氧官能團(如羧基和羥基)也可能對生物炭的pH有一定的貢獻。陽離子交換量(CEC)是反映生物炭表面負電荷的參數,也決定其在土壤中持留銨、鈣和鉀等陽離子的能力,生物炭CEC與其表面含氧官能團含量正相關。現有報道中生物炭的CEC差異很大,介于71mmol/kg和34cmol/kg。Balwant等認為生物炭的CEC介于71.0~451.5mmol/kg范圍之間。廣西污泥生物質炭怎么培養生物質炭中的碳元素有著高度芳香化的特征,生物質炭在土壤中極為穩定,它的固碳時間達數百年至數千年之久。
用秸稈制備的活性炭,由于對銅離子有較好的吸附作用,已經用于處理廢水中的銅離子。以椰子殼為原料制備的活性炭,也已經用于對蔗糖溶液進行脫色。之前,許多工廠都是用二氧化硫對糖液進行脫色處理,帶來了環境污染。而椰殼活性炭具有毛細孔分配均勻和吸附力強的特點,且可多次使用,既經濟又環保。稻殼制備活性炭的工藝簡單、成本低,對中傷害人體健康的焦油、煙氣中煙堿有良好的吸附作用,可以用來去除這些有害物質。城市污水中的污泥也可以用作生產活性炭的原料,并且污泥活性炭已用于對染料廢水進行脫色。此外,污泥制成的活性炭還可作為填充劑和著色料,用于聚氯乙烯防水卷材、聚乙烯塑料管材以及橡膠密封墊圈、橡膠輸送帶等制品的生產,提高這些制品的性能。
13C標記生物炭研究表明生物炭的固碳潛力由生物炭穩定性及其引起的激發效應決定。利用13C穩定性同位素標記的小麥秸稈制作成生物炭,研究了生物炭在不同土壤中的礦化速率及激發效應差異。研究結果表明:生物炭添加到四種類型的土壤中室內培養368天后,生物炭碳在不同土壤中的礦化量存在差異,寒區水稻土中為15.6mgC/kg土(0.25%),紅壤性水稻土中為14.2mgC/kg土(0.23%),黃淮海中為10.4mgC/kg土(0.17%),低肥力紅壤性水稻土中為9.92mgC/kg土(0.16%)。生物炭碳礦化量與土壤全鉀(r=0.679)以及全碳(r=0.584)含量均有的正相關關系。生物炭在寒區水稻土以及黃淮海水稻土中引發了的負激發效應,激發效應量分別為-284mgC/kg土和-157mgC/kg土;而其在紅壤性水稻土以及低肥力紅壤性水稻土中引發正激發效應,但并不,激發效應量分別為33.3mgC/kg土和58.0mgC/kg土。生物炭激發效應量與土壤的電導率(r=-0.884)及pH(r=-0.824)成極的負相關關系。研究表明,在評估生物炭固碳潛力時,應綜合考慮生物炭自身礦化速率和生物炭引發的土壤碳激發效應。生物質炭含有發達的孔隙,施用于土壤,可有效降低土壤容重,改善土壤孔隙結構。
熱解過程中,生物質原料的結構基本印記在了生物炭中,對生物炭的物理化學性質具有決定性影響。生物質熱解過程中,質量損失(大部分以揮發有機物的形式)及不相稱的收縮或體積減少的發生,導致礦物及碳骨架形成,并且保留了原料的基本孔隙和結構特征。生物炭的孔一般按直徑大小分為大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物質原料的蜂窩狀結構構成了其主要的大孔。微孔主要由熱解過程中碳的損失及碳架的斷裂收縮形成。雖然大孔可能會作為微孔的前體,但是微孔貢獻了生物炭的大部分比表面積,微孔的含量與比表面積呈正相關。我們的生物質炭產品可以用于土壤修復、土壤培肥等項目,幫助改善土壤環境質量。江蘇水稻生物質炭技術的應用
南京智融聯科技有限公司的秸稈生物質炭是一種具有高成炭率、優異性能、廣泛應用場景和綠色環保的產品。安徽環境修復生物質炭
氮素是作物生長必需的營養元素,在土壤生態系統的諸多養分物質循環體系中,氮循環也一直是人們研究關注的重點。近年來的研究表明,生物質炭作為土壤改良劑施用,因其高孔隙度和較大比表面積等特性,對NH3、 NH+4NH4+ 和 NO?3NO3? 都具有吸附能力和固持效果,進而減少土壤中氮素的損失。研究表明,生物質炭配合無機氮肥的施用可以有效保持土壤養分狀態,提高氮素肥料利用率,保障作物生長和產量。以往研究得出,生物質炭添加可能會減弱、或增加或沒有影響土壤有機氮素的礦化過程。雖然生物質炭含有一部分生物可利用的氮素組分,但是生物質炭對土壤有機氮礦化影響的方向和程度主要取決于生物質炭的結構特性、土壤碳氮水平、混合環境中的C/N值以及土壤類型。安徽環境修復生物質炭