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水稻秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性 被引量：164
1
作者 安增莉 侯艳伟 +1 位作者 蔡超 薛秀玲 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1851-1857,共7页
利用红外(FTIR)光谱、Boehm滴定、比表面积及微孔分析等方法对300℃、400℃、500℃、600℃下制备的水稻秸秆生物炭进行表征,分别记录为RC300、RC400、RC500和RC600,同时研究了4种生物炭在不同平衡时间、pH值、浓度下对Pb(Ⅱ)的吸附特征... 利用红外(FTIR)光谱、Boehm滴定、比表面积及微孔分析等方法对300℃、400℃、500℃、600℃下制备的水稻秸秆生物炭进行表征,分别记录为RC300、RC400、RC500和RC600,同时研究了4种生物炭在不同平衡时间、pH值、浓度下对Pb(Ⅱ)的吸附特征.结果表明,随着热解温度的升高,生物炭表面含氧官能团的数目下降,芳香化程度升高,微孔结构逐渐发育,比表面积逐渐增大.4种生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附反应过程满足准二级动力学方程,相关系数R2大于0.9947.随着溶液初始pH值的升高,生物炭的吸附量增加,最佳吸附pH值RC300和RC400为3.5,RC500和RC600分别为6.5和6.0.在25℃时,4种生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附容量为RC300>RC400>RC500>RC600,表明在300—600℃范围内,低温条件下制备的生物炭对重金属离子有更强的吸附能力.利用Langmuir方程和Freundlich方程拟合了4种生物炭对Pb(Ⅱ)的等温吸附数据,结果显示RC300和RC400符合Langmuir方程,而RC500和RC600更符合Freundlich方程. 展开更多
关键词 水稻秸秆 生物炭 热解温度 吸附 Pb(Ⅱ)
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不同裂解温度对水稻秸秆制备生物炭及其特性的影响 被引量：150
2
作者 简敏菲 高凯芳 余厚平 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1757-1765,共9页
以农业废弃物水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法不同温度(300℃、400℃、500℃、600℃、700℃)下制备生物炭,利用SEM电镜扫描、比表面测定、傅里叶红外光谱、元素分析等现代分析手段对生物炭的结构、形貌、比表面积、孔径、表面官能团和元... 以农业废弃物水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法不同温度(300℃、400℃、500℃、600℃、700℃)下制备生物炭,利用SEM电镜扫描、比表面测定、傅里叶红外光谱、元素分析等现代分析手段对生物炭的结构、形貌、比表面积、孔径、表面官能团和元素含量等理化特性指标进行分析表征.结果表明:随着热解温度的升高,产率和挥发分比例下降,灰分含量升高,p H值增大,含碳量上升,N、H、O含量下降,H/C、O/C、(O+N)/C下降,这表明生物炭芳香性增强,亲水性和极性减弱.生物炭具有丰富的孔隙结构,随着温度升高,孔隙数量增加,孔结构发育更加完全.稻秆生物炭孔结构主要为中孔,且随着热解温度的升高,平均孔径变小,比表面积有所增大,在600℃达到最大.红外光谱结果显示,随着裂解温度升高,水稻秸秆中烷烃基缺失,甲基(—CH3)和亚甲基(—CH2)逐渐消失,而芳香族化合物增加,芳香化程度增强. 展开更多
关键词 稻秆 生物炭 裂解温度 特性
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裂解温度对稻秆与稻壳制备生物炭表面官能团的影响 被引量：59
3
作者 高凯芳 简敏菲 +3 位作者 余厚平 陈朴青 谢永璨 于培德 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1663-1669,共7页
以稻秆和稻壳为原料,在不同温度下(300、400、500、600、700℃)采用热裂解法制备生物炭,利用比表面积及孔径分析仪测定各生物炭比表面积,以傅里叶红外光谱图(FTIR)和Boehm滴定法分别定性和定量分析不同生物炭表面官能团的种类和数量,分... 以稻秆和稻壳为原料,在不同温度下(300、400、500、600、700℃)采用热裂解法制备生物炭,利用比表面积及孔径分析仪测定各生物炭比表面积,以傅里叶红外光谱图(FTIR)和Boehm滴定法分别定性和定量分析不同生物炭表面官能团的种类和数量,分析不同温度对不同原材料制备生物炭的表面官能团种类和数量的影响.结果表明,中、低温裂解条件(300、400、500℃)下,同温度稻壳生物炭(RC-H)比表面积显著高于稻秆生物炭(RC-S);高温裂解(600、700℃)条件下,同温度RC-S比表面积则更大.随裂解温度升高,两种原材料制备的生物炭比表面积均呈显著增大的趋势,其中稻秆在600℃下制备的RC-S比表面积最大,稻壳在700℃下制备的RC-H比表面积最大.FTIR分析结果显示,同一温度下两种材料制备的生物炭特征吸收峰基本相同,且表面基团种类大致相同,但RC-S较RC-H表面官能团更丰富,在热解过程中均形成了芳香环结构,且芳香化程度随裂解温度升高而增加.不同裂解温度下两种材料的生物炭表面官能团变化规律相似,主要表现为烷烃基随裂解温度升高而缺失,甲基(—CH3)和亚甲基(—CH2)逐渐消失,而芳香族化合物增加,芳香化程度增强.Bohem滴定结果表明,各裂解温度下RC-S的表面官能团总量和碱性官能团数量均高于RC-H,而各裂解温度下RC-S的酸性官能团含量均小于RC-H.随裂解温度升高,两种材料制备生物炭的表面官能团变化规律相似,表现为表面官能团总量均减少,酸性官能团含量降低,碱性官能团含量增加. 展开更多
关键词 稻秆 稻壳 生物炭 裂解温度 表面官能团
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生物碳对灰漠土有机碳及其组分的影响 被引量：54
4
作者 马莉 吕宁 +3 位作者 冶军 茹思博 李国峰 侯振安 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期976-981,共6页
土壤有机碳是影响土壤肥力和作物产量高低的决定性因子。以棉花秸秆为原料,在高温厌氧条件下热解制备生物碳,通过盆栽试验探讨了生物碳对新疆灰漠土有机碳及其组分的影响。试验设置3种生物碳:棉花秸秆分别在450℃、600℃和750℃下热解制... 土壤有机碳是影响土壤肥力和作物产量高低的决定性因子。以棉花秸秆为原料,在高温厌氧条件下热解制备生物碳,通过盆栽试验探讨了生物碳对新疆灰漠土有机碳及其组分的影响。试验设置3种生物碳:棉花秸秆分别在450℃、600℃和750℃下热解制备(以BC450、BC600和BC750表示);每种生物碳的施用量分别为5 g·kg-1、10 g·kg-1和20 g·kg-1(占土壤重量的比例);同时,以空白土壤为对照(CK)。结果表明:施用生物碳可促进小麦生长,两茬小麦的地上部干物质重均显著高于对照。施用生物碳可显著提高土壤总有机碳,且生物碳热解温度越高,施用量越大,提高作用越明显。各生物碳处理土壤易氧化碳含量均显著高于对照;生物碳低、中施用量处理(5 g·kg-1、10 g·kg-1)土壤水溶性有机碳含量显著高于对照,但高施用量处理(20 g·kg-1)与对照无显著差异;除BC750低施用量处理(5 g·kg1)外,其余各生物碳处理土壤微生物量碳含量也均显著高于对照。生物碳不同热解温度对土壤易氧化碳和微生物量碳含量的影响表现为BC450>BC600>BC750;但对土壤水溶性有机碳含量无显著影响。生物碳不同施用量对土壤易氧化碳的影响表现为10 g·kg-1≈20 g·kg-1>5 g·kg-1,水溶性有机碳含量为5 g·kg1≈10 g·kg-1>20 g·kg-1。生物碳对土壤微生物商的影响总体表现为:生物碳的热解温度越高,施用量越大,土壤微生物商越低。因此,合理的施用棉花秸秆生物碳可显著增加灰漠土有机碳储量,改变土壤有机碳组分,提高土壤生产力。 展开更多
关键词 棉花秸秆 热解温度 生物碳 土壤有机碳 易氧化碳 水溶性有机碳 微生物量碳 微生物商
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不同热解温度下生物质废弃物制备的生物质炭组成及结构特征 被引量：43
5
作者 郭平 王观竹 +3 位作者 许梦 李旭 李琳慧 于济通 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期855-860,共6页
以玉米秸秆、树枝和树叶3种生物质废弃物为原料,分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、红外光谱(FT-IR)、Boehm滴定及X射线衍射(XRD)方法考察热解温度为350,550,750℃时制备的生物质炭结构及组成特征.结果表明:玉米秸秆原料的热稳定性最低,... 以玉米秸秆、树枝和树叶3种生物质废弃物为原料,分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、红外光谱(FT-IR)、Boehm滴定及X射线衍射(XRD)方法考察热解温度为350,550,750℃时制备的生物质炭结构及组成特征.结果表明:玉米秸秆原料的热稳定性最低,热解过程中质量损失最大,其次是树枝和树叶;玉米秸秆原料的XRD谱弥散程度最大,构成炭的微晶层数相对较少;不同原料在相同温度制备的生物质炭,其单位质量含有的表面官能团种类和总量相近,但pH值差别较大,其中玉米秸秆制成的生物质炭pH最大;随着温度的升高,相同原料制备生物质炭的芳香化程度增加,表面官能团总量减少,pH值升高,纤维素和半纤维素特征峰消失,结构趋于石墨微晶. 展开更多
关键词 生物质炭 热解温度 表征 玉米秸秆 树枝 树叶
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热解温度对生物质炭性质及其在土壤中矿化的影响 被引量：41
6
作者 赵世翔 姬强 +1 位作者 李忠徽 王旭东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期183-192,200,共11页
以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分... 以苹果树修剪的枝条为原料,分别在300、400、500、600℃条件下热解制备生物质炭,在采用扫描电镜、红外光谱、物理化学吸附仪等手段研究其性质、结构差异的基础上,通过培养试验研究不同温度制备生物质炭的矿化特征及其对土壤有机碳组分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,生物质炭的碳含量、比表面积及碱性官能团的含量增加,O、H及H/C、O/C和酸性官能团、总官能团的含量则降低,生物质炭的芳香族结构加强,稳定性升高。添加生物质炭可以增加土壤呼吸速率、微生物量碳（MBC）及可溶性有机碳（DOC）的含量,且随着添加比例的增加而增加,但随着热解温度的升高而降低。生物质炭的矿化率随着热解温度升高和添加比例增加而降低。利用双库模型揭示了生物质炭对土壤活性碳库、惰性碳库及其分解速率的影响。施用生物质炭后土壤有机碳的半衰期在24.09-44.76 a之间,且随生物质炭制备温度升高而增大。考虑到生物质炭制备过程中有机碳的损失,且从提升土壤有机碳含量方面考虑,500℃为制备苹果枝条生物质炭的最佳温度。 展开更多
关键词 生物质炭 热解温度 呼吸速率 微生物量碳 半衰期
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生物炭对水中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特征 被引量：41
7
作者 郭素华 许中坚 +1 位作者 李方文 许丹丹 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期3215-3222,共8页
选取花生壳和玉米秸秆为原材料,在不同温度下制备生物炭,与市售的银杉木炭一起作为吸附剂探究其对水溶液中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附能力和特性。用FTIR和扫描电镜表征生物炭表面性质。实验考察了吸附时间、溶液初始pH、初始浓度对吸附的影... 选取花生壳和玉米秸秆为原材料,在不同温度下制备生物炭,与市售的银杉木炭一起作为吸附剂探究其对水溶液中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附能力和特性。用FTIR和扫描电镜表征生物炭表面性质。实验考察了吸附时间、溶液初始pH、初始浓度对吸附的影响。结果表明,在室温25℃和pH 5.0条件下,生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量随时间的增加而增大,在24 h后基本达到平衡,并且生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液初始pH显著影响生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附,其中对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最佳吸附pH分别为5.0和6.0;花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,而对Zn(Ⅱ)的等温吸附Freundlich模型拟合效果更佳;银杉木炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的等温吸附更适用于Langmuir模型。另外,随着生物炭制备时热解温度的升高,生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附量增加,且各生物炭对Pb(Ⅱ)的最大吸附量远大于其对Zn(Ⅱ)的最大吸附量。不同生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力有明显差异,表现为:花生壳生物炭>玉米秸秆炭>银杉木炭,而对Zn(Ⅱ)的吸附力差异不明显。 展开更多
关键词 生物炭 热解温度 铅 锌 吸附
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不同热解温度制备的玉米芯生物炭对对硝基苯酚的吸附作用 被引量：39
8
作者 马锋锋 赵保卫 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期837-844,共8页
以玉米芯为原料,采用限氧热解法制备了不同温度(200~600℃)的玉米芯生物炭,研究玉米芯生物炭对水中对硝基苯酚(PNP)的吸附行为,并对其吸附机制进行了探讨.结果表明,热解温度对生物炭的物理化学性质影响较大,随着热解温度的升高,含氢、... 以玉米芯为原料,采用限氧热解法制备了不同温度(200~600℃)的玉米芯生物炭,研究玉米芯生物炭对水中对硝基苯酚(PNP)的吸附行为,并对其吸附机制进行了探讨.结果表明,热解温度对生物炭的物理化学性质影响较大,随着热解温度的升高,含氢、氧官能团逐渐消失,生物炭的极性降低,芳香性增强.等温吸附曲线可以被Freundlich模型很好地描述,生物炭的性质对其吸附PNP有着重要影响,Freundlich模型回归参数(n和KF)与玉米芯生物炭的芳香性、亲水性和极性指数[H/C、O/C、(O+N)/C]呈良好的线性关系.定量描述了表面吸附和分配作用的相对贡献,PNP在低温(200℃)制备生物炭上的吸附主要为分配作用,而高温(300~600℃)制备的生物炭对PNP的吸附为π—π电子受体-供体作用和孔填充效应为主的表面吸附机制. 展开更多
关键词 生物炭 玉米芯 吸附 对硝基苯酚 热解温度
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热解温度对污泥基生物炭结构特性及对重金属吸附性能的影响 被引量：37
9
作者 彭成法 肖汀璇 李志建 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1637-1644,共8页
鉴于污泥基生物炭作为重金属吸附剂的研究还缺乏足够的数据,为探讨不同热解温度对生物炭结构性质及其对水体重金属吸附能力的影响,在缺氧条件下于300~900℃范围内以城市污泥为原料制备生物炭,利用元素分析、比表面积测定、电位测定和红... 鉴于污泥基生物炭作为重金属吸附剂的研究还缺乏足够的数据,为探讨不同热解温度对生物炭结构性质及其对水体重金属吸附能力的影响,在缺氧条件下于300~900℃范围内以城市污泥为原料制备生物炭,利用元素分析、比表面积测定、电位测定和红外光谱分析等方法对生物炭的理化性质和结构特征进行表征,并选用900℃生物炭进行了吸附重金属Pb、Cr和Cd的试验研究.结果表明:(1)300~900℃缺氧条件下制备的生物炭产率为44.39%~69.41%,污泥呈弱酸性(pH为6.35),热解后的生物炭呈碱性(pH为7.7~10.58).(2)900℃生物炭中w(H)、w(N)大幅降低,分别比干污泥中减少89.50%和77.16%,而w(C)降低29.22%,固碳作用显著.热解后生物炭比表面积明显增大,700和900℃生物炭比表面积分别达到58.48和87.55 m^2/g,最佳制备温度为700~900℃.(3)热解后的生物炭具有大量极性基团,热解温度越高,酸性基团越少,碱性基团含量增多.(4)热解作用使生物炭zeta电位升高,吸附能力增强.(5)900℃生物炭吸附Pb、Cr和Cd的最佳pH为7~8,对Pb、Cr和Cd的最大吸附量分别为2.38、2.48和1.16 mg/g.(6)各因素对生物炭吸附重金属的影响顺序,对于Pb和Cr表现为生物炭投加量>热解温度;对于Cd,表现为生物炭投加量>pH.研究显示,污泥基生物炭对Pb、Cr的吸附能力高于Cd,影响生物炭吸附行为的主导因子为生物炭投加量,影响Pb和Cr吸附的次要因子为生物炭热解温度,而影响Cd的次要因子为pH.生物炭吸附重金属的主要机理是离子交换吸附、络合反应、表面沉淀和竞争性抑制作用. 展开更多
关键词 污泥基生物炭 特性 热解温度 吸附性能 重金属
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不同温度桉树叶生物炭对Cd^(2+)的吸附特性及机制 被引量：36
10
作者 郜礼阳 邓金环 +4 位作者 唐国强 黄祥能 蔡昆争 蔡一霞 黄飞 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第3期1001-1009,共9页
通过元素分析、BET-N_2、Zeta电位、Boehm滴定,SEM-EDS、FTIR等分析方法对不同热解温度(300、500和700℃)下制备的桉树叶生物炭进行表征,研究了3种生物炭(BC300、BC500和BC700)对Cd^(2+)的吸附特性与机制.结果表明,随温度升高,生物炭产... 通过元素分析、BET-N_2、Zeta电位、Boehm滴定,SEM-EDS、FTIR等分析方法对不同热解温度(300、500和700℃)下制备的桉树叶生物炭进行表征,研究了3种生物炭(BC300、BC500和BC700)对Cd^(2+)的吸附特性与机制.结果表明,随温度升高,生物炭产率下降,灰分、p H值和Zeta负电荷量上升,比表面积增大.当Cd^(2+)浓度为20mg/L时,平衡时间依次为80min(BC700)<360min(BC500)<540min(BC300),均符合准二级动力学模型(R^2>0.98),以化学吸附为主.BC300和BC500吸附过程均符合Langmuir和Freundlich模型,BC700更符合Freundlich模型,最大吸附量依次为BC700(94.32mg/g)>BC500(67.07mg/g)>BC300(60.38 mg/g).在Boehm滴定结果分析的基础上,结合FTIR和SEM-EDS,表明生物炭吸附机制主要为静电吸附和官能团络合作用.BC700吸附性能最佳,原因可能是具有较大的比表面积、较多的负电荷量和较为丰富的官能团. 展开更多
关键词 桉树叶 生物炭 镉 热解温度 吸附特性
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制炭温度对玉米和小麦生物质炭理化性质的影响 被引量：36
11
作者 许燕萍 谢祖彬 +2 位作者 朱建国 刘钢 刘琦 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期73-78,共6页
通过缓慢高温裂解方式生产不同温度的小麦和玉米生物质炭,并对其性质进行分析。结果显示,生物质炭性质受裂解温度和生物质种类的影响而表现出差异。当裂解温度从300℃升高到500℃时,小麦生物质炭产率从44.3%降低到38.4%,其生物质炭碳含... 通过缓慢高温裂解方式生产不同温度的小麦和玉米生物质炭,并对其性质进行分析。结果显示,生物质炭性质受裂解温度和生物质种类的影响而表现出差异。当裂解温度从300℃升高到500℃时,小麦生物质炭产率从44.3%降低到38.4%,其生物质炭碳含量从617.9 g/kg升高到674.0 g/kg;玉米生物质炭产率从42.8%(300℃)降低到29.7%(500℃),其生物质炭碳含量从574.8 g/kg(300℃)升高到651.1 g/kg(500℃)。生物质炭pH、灰分含量、全磷含量等也随制炭温度升高而升高,小麦生物质炭pH从7.59(300℃)上升到10.51(500℃),灰分含量从186.1 g/kg(300℃)升高到268.2 g/kg(500℃),全磷含量从0.70 g/kg(300℃)升高到1.10 g/kg(500℃);玉米生物质炭pH从9.35(300℃)升高到10.12(500℃),全磷含量从2.34 g/kg(300℃)升高到4.37 g/kg(500℃)。说明制炭温度和生物质种类对生物质炭理化性质具有决定性作用。 展开更多
关键词 裂解温度 小麦生物质炭 玉米生物质炭 生物质炭性质
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不同温度和时间炭化茶树枝生物炭理化特征分析 被引量：32
12
作者 吴志丹 尤志明 +3 位作者 江福英 张磊 黄毅斌 王成己 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期583-588,共6页
为揭示不同温度和时间炭化的生物炭理化性质差异,以茶树枝为原材料,研究炭化温度(300、450和600℃)和时间(1和3 h)对茶树枝生物炭特性及元素组成的影响。结果表明,茶树枝生物炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了茶树枝的组织结... 为揭示不同温度和时间炭化的生物炭理化性质差异,以茶树枝为原材料,研究炭化温度(300、450和600℃)和时间(1和3 h)对茶树枝生物炭特性及元素组成的影响。结果表明,茶树枝生物炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了茶树枝的组织结构。茶树枝生物炭产率随炭化温度的升高和时间的延长而降低,灰分含量、p H值、有机碳、全磷、全钾、全钙、全镁含量和C/N比升高,而全氮含量则呈降低趋势。生物炭p H值与灰分含量呈极显著正相关(P<0.01),灰分含量是茶树枝生物炭碱性的主要贡献因素。炭化条件对茶树枝生物炭理化性质具有明显影响,炭化温度的影响作用大于炭化时间。此外,探讨了茶树枝生物炭在茶园的应用前景,为茶树枝生物炭的应用提供了参考。 展开更多
关键词 炭化温度 炭化时间 茶树枝 生物炭
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裂解温度、裂解时间和原料气流量对CVD法生产碳纳米管的影响 被引量：19
13
作者 贾志杰 马仁志 +2 位作者 梁吉 魏秉庆 吴德海 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 1998年第2期16-20,共5页
用ＣＶＤ法生产碳纳米管时，裂解温度、裂解时间和原料气流量大小对碳纳米管的产率、形态有很大影响，其中以裂解温度的影响最大。适宜的裂解温度、裂解时间和原料气流量有利于提高碳纳米管的产率和产量。在一定范围内提高裂解温度。
关键词 碳 纳米管 裂解温度 裂解时间 原料气 CVD法
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新制备生物炭的特性表征及其对石油烃污染土壤的吸附效果 被引量：31
14
作者 孔露露 周启星 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期2462-2468,共7页
生物炭作为一种绿色环保的功能材料因其在污水处理和污染土壤修复方面具有显著效果而受到极大关注。采用红外光谱、元素分析仪及微孔分析对不同温度(200、300、400、500和600℃)条件下制备的木屑和麦秆生物炭进行特性表征,并采用制备的... 生物炭作为一种绿色环保的功能材料因其在污水处理和污染土壤修复方面具有显著效果而受到极大关注。采用红外光谱、元素分析仪及微孔分析对不同温度(200、300、400、500和600℃)条件下制备的木屑和麦秆生物炭进行特性表征,并采用制备的生物炭净化石油污染土壤,分别考察了污染物性质、生物质原料和热解温度对其净化效果的影响。结果表明,随着热解温度的增高,生物炭芳香化程度增加,极性降低,微孔结构逐渐发育,表面积增大。加入生物炭33 d后,污染土壤中总石油烃及其组分烷烃的浓度比对照略有降低,而PAHs浓度下降显著。随着热解温度升高,2种生物炭对PAHs的吸附强度均逐渐增大,芳香度增高、表面积增大是强吸附的主要原因。2种生物炭在400℃及以下温度制备时对PAHs的吸附强度为:木屑生物炭>麦秆生物炭;而400℃以上温度制备的生物炭吸附强度则相反,即麦秆生物炭>木屑生物炭,说明生物炭原料对其吸附强度也具有显著影响。 展开更多
关键词 生物炭 土壤环境 石油烃污染 热解温度 生物质原料
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不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价 被引量：27
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作者 丁思惠 方升佐 +2 位作者 田野 宋子琪 张艳华 《南京林业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期193-200,共8页
【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,... 【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m^2/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。 展开更多
关键词 杨树 生物组分 生物质炭 热解温度 土壤改良
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木耳菌糠生物炭对阳离子染料的吸附性能研究 被引量：27
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作者 苏龙 张海波 +5 位作者 程红艳 张国胜 罗渊 何小芳 任元森 闫双堆 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期693-703,共11页
为了有效处理印染废水,以废弃木耳菌糠(AG)为原料,采用限氧热解法在350、550、750℃的温度下制备木耳菌糠生物炭(AGBC),处理含有孔雀石绿(MG)、番红花红T(ST)的有色废水.考察了不同初始pH值、吸附时间、初始浓度对AGBC吸附MG、ST的影响... 为了有效处理印染废水,以废弃木耳菌糠(AG)为原料,采用限氧热解法在350、550、750℃的温度下制备木耳菌糠生物炭(AGBC),处理含有孔雀石绿(MG)、番红花红T(ST)的有色废水.考察了不同初始pH值、吸附时间、初始浓度对AGBC吸附MG、ST的影响,讨论了吸附动力学及等温吸附特性.并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对吸附前后的菌糠生物炭进行表征,探究吸附机理.结果表明:随着热解温度的升高,吸附剂表面的含氧官能团数量逐渐减少,而比表面积和芳香化程度逐渐增加.MG的平衡吸附量随溶液pH值的升高而增大,而ST的平衡吸附量呈现相反趋势.AGBC对MG、ST的吸附分别在8h和4h基本达到平衡.AGBC对MG的吸附过程符合准一级动力学模型与Freundlich模型,说明吸附过程以物理吸附为主;对ST的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich模型,说明吸附过程以化学吸附为主.与AG350和AG550相比,AG750对MG和ST的吸附量更高,经Langmuir模型拟合,其对MG和ST的最大吸附量分别为10249.79mg/g、3353.49mg/g.吸附机理表明,AGBC对MG的吸附主要为静电引力和π-π共轭作用,对ST的吸附主要为氢键作用、π-π共轭作用以及静电引力.说明AGBC对阳离子染料具有一定的吸附潜力,是一种经济高效的吸附材料. 展开更多
关键词 菌糠 生物炭 阳离子染料 热解温度 吸附机理
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热解温度对玉米秸秆炭产率及理化特性的影响 被引量：26
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作者 叶协锋 周涵君 +4 位作者 于晓娜 张晓帆 李志鹏 付仲毅 孟琦 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1268-1275,共8页
【目的】通过对不同热解温度条件下玉米秸秆炭理化特性的分析,探索玉米秸秆炭具有较高利用价值的炭化温度。【方法】以玉米秸秆为原料,采用低氧升温炭化法,在不同热解温度下(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃)... 【目的】通过对不同热解温度条件下玉米秸秆炭理化特性的分析,探索玉米秸秆炭具有较高利用价值的炭化温度。【方法】以玉米秸秆为原料,采用低氧升温炭化法,在不同热解温度下(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃)分别炭化2 h,制备生物炭,收集并测定了固体产物生物炭产率及特性。【结果】生物炭的产率随热解温度的升高逐渐降低。生物炭全碳含量和碳氮比随热解温度升高而升高,全氮含量在400℃以后随热解温度升高而降低。阳离子交换量(CEC)在400℃~600℃达到较高水平,为70.87~83.48cmol/kg。随热解温度升高,玉米秸秆炭表面碱性含氧官能团增加、酸性含氧官能团减少,p H随着热解温度的升高逐渐增加,当温度达到400℃及400℃以上时呈碱性甚至强碱性。红外光谱分析表明,热解温度达到500℃时,纤维素和半纤维素已经完全分解;高温热解使玉米秸秆中–CH_3、–CH_2、–OH、–C=O间发生缔合或消除,促进芳香基团的形成。随着热解温度的升高,玉米秸秆炭的比表面积和比孔容均是先变大后变小,孔径先变小后变大,在400℃~600℃条件下,玉米秸秆炭的孔隙相对较为丰富,不同热解温度下玉米秸秆炭的比表面积和比孔容呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】综合各项指标,玉米秸秆的最佳热解温度为400℃~500℃,此温度下制备的生物炭产出率相对较高,氮、碳养分损失少,生物炭的理化性能和养分利用均达到最优。 展开更多
关键词 玉米秸秆炭 热解温度 炭化 理化特性
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不同炭化温度制备的蚕丝被废弃物生物炭对重金属Cd^(2+)的吸附性能 被引量：26
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作者 计海洋 汪玉瑛 +3 位作者 吕豪豪 刘玉学 杨瑞芹 杨生茂 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1328-1338,共11页
以蚕丝被废弃物为原料,在300、500和700℃高温缺氧条件下热解炭化制备成3种生物炭(BC300、BC500和BC700).利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪等对其理化性质进行表征,并研究了不同温度下... 以蚕丝被废弃物为原料,在300、500和700℃高温缺氧条件下热解炭化制备成3种生物炭(BC300、BC500和BC700).利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪等对其理化性质进行表征,并研究了不同温度下制备的生物炭对溶液中Cd^(2+)的吸附特性.结果表明:随着炭化温度上升,BET比表面积、pH、灰分均增大,生物炭表面形态结构越来越不规则.XRD结果显示:不同温度下获得的生物炭中均含有一定量的方解石,FT-IR光谱图上的峰主要为-OH和方解石典型的吸收峰;pH对生物炭吸附Cd^(2+)的影响不大;Langmuir方程能更好地拟合3种生物炭对Cd^(2+)的吸附等温过程,其最大吸附量分别为25.61、52.41和91.07 mg·g-1.3种生物炭对Cd^(2+)吸附过程均更符合准二级动力学方程,且BC700对Cd^(2+)的吸附效果最佳.进一步研究离子浓度及阳离子共存对BC700吸附Cd^(2+)的影响,结果显示:NaCl浓度越高,对Cd^(2+)的吸附抑制越明显;共存阳离子中,Cd^(2+)和Mg^(2+)对Cd^(2+)的吸附抑制更明显,而K^+几乎无影响.因此,以蚕丝被废弃物制备的生物炭作为去除水体中Cd^(2+)的吸附剂具有较强的应用潜力. 展开更多
关键词 生物炭 蚕丝被废弃物 炭化温度 Cd2+ 吸附
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不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响 被引量：26
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作者 王英惠 杨旻 +4 位作者 胡林潮 刘玮晶 郭悦 唐伟 代静玉 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1585-1591,共7页
在150～600℃范围内制备生物质炭,并通过室内培养实验研究了施加不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响。结果表明,随热解温度升高,生物质炭比表面积加大,芳香化结构加深。土壤中添加不同温度制备的生物质炭培养400... 在150～600℃范围内制备生物质炭,并通过室内培养实验研究了施加不同温度制备的生物质炭对土壤有机碳矿化及腐殖质组成的影响。结果表明,随热解温度升高,生物质炭比表面积加大,芳香化结构加深。土壤中添加不同温度制备的生物质炭培养400d后,土壤有机碳的含量都有不同程度的增加。土壤有机碳的累积矿化量随热解温度升高而降低,且添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤CO2累积释放量低于未添加生物质炭的土壤处理;添加低温(<400℃)制备生物质炭增加了土壤腐植酸和胡敏酸含量,而添加高温(≥400℃)制备生物质炭的土壤其腐植酸和胡敏酸含量的变化不显著。另外,添加生物质炭后,土壤H/F皆未发生显著变化,而胡敏酸的E4/E6值则在添加200℃和250℃制备的生物质炭时显著高于其他处理,添加500℃和600℃制备的生物质炭时显著低于其他处理。 展开更多
关键词 生物质炭 热解温度 土壤有机碳 矿化 腐植质
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热解温度和时间对生物炭pH值的影响 被引量：23
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作者 周强 黄代宽 +1 位作者 余浪 彭芙蓉 《地球环境学报》 2015年第3期195-200,共6页
以稻草、玉米秸秆、木屑、鸡粪为实验原料，分别在不同热解温度（250℃、300℃、350℃、450℃、650℃）和热解时间条件下（30min、60min、90min、120min、180min）制备出生物炭。并在不同生物炭与水的质量比条件下，依据正交实验设计的... 以稻草、玉米秸秆、木屑、鸡粪为实验原料，分别在不同热解温度（250℃、300℃、350℃、450℃、650℃）和热解时间条件下（30min、60min、90min、120min、180min）制备出生物炭。并在不同生物炭与水的质量比条件下，依据正交实验设计的方案，依次测定了各种生物炭的pH值。结果表明，热解温度是影响各种生物炭pH测定值的关键性因素，生物炭与水的质量比也对pH测定值产生一定的影响，而热解时间的长短并未对生物炭pH测定值产生显著影响。在250~650℃的热解温度条件下，随着温度的升高，四种生物炭的pH值均有不同程度的升高，尤其是在250～350℃这一温度区间，四种生物炭的pH值升高速率最快，此后，随着热解温度的升高，生物炭pH值升高速率逐渐放缓，其中在250~650℃的热解条件下，稻草的pH值升高幅度最大，木屑的pH值升高幅度最小，在350~450℃这一较为理想的热解温度区间范围内所制备的四种生物炭pH值的大小顺序依次为：稻草〉玉米秸秆〉鸡粪〉木屑。 展开更多
关键词 生物炭 PH 热解温度 热解时间 炭水质量比
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