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生物炭基菌剂的制备及应用效果研究
1
作者 刘月芹 马泉 +1 位作者 陈风 刘啸尘 《西安工程大学学报》 2025年第1期26-32,共7页
为了增强磷细菌菌剂的应用效果,通过添加不同量的玉米秸秆生物炭(corn stover biochar,CSB)与溶磷菌(phosphate-solubilizing bacteria,PSB)菌液制备溶磷菌生物炭基菌剂,以OD_(600)和有效活菌数为指标分析生物炭基菌剂的制备条件。通过... 为了增强磷细菌菌剂的应用效果,通过添加不同量的玉米秸秆生物炭(corn stover biochar,CSB)与溶磷菌(phosphate-solubilizing bacteria,PSB)菌液制备溶磷菌生物炭基菌剂,以OD_(600)和有效活菌数为指标分析生物炭基菌剂的制备条件。通过盆栽实验,考察生物炭基菌剂对小麦生长性能和土壤理化性质的影响。结果表明:当生物炭的添加量为0.16%时,制备的生物炭基菌剂的OD 600显著提高,有效活菌数高达8.37 CFU/pL,比CK1(无CSB)组提高了3.3倍。生物炭基菌剂T组(CSB+PSB)能有效促进小麦的生长,施加菌剂四周后,株高、叶绿素含量及根系活力比CK1组分别提高了(10.25±0.62)%、(67.69±4.21)%和(49.58±3.73)%。同时,生物炭基菌剂还有效改善了土壤性能,土壤速效氮、土壤速效磷、S-CAT以及脲酶酶活,比CK1组分别提高了(31.81±2.25)%、(50.71±4.58)%、(30.89±1.43)%和(44.26±3.84)%。单独施加生物炭的CK2(CSB)组的各项指标稍高于CK1组。添加定量的生物炭对小麦的生长及土壤性能的改善效果明显,但以生物炭为载体制备的溶磷菌生物炭基菌剂则能更有效地提高土壤肥力进而增强小麦的促生性能。 展开更多
关键词 生物炭 溶磷菌 生物炭基菌剂 土壤性能 促生性能
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枝条生物炭对葡萄品质及葡萄园土壤理化特性的影响
2
作者 屠娟丽 李彦彪 +1 位作者 付康 张平 《中外葡萄与葡萄酒》 北大核心 2025年第1期18-23,共6页
为了探究生物炭对土壤理化性质的影响,研究农业废弃物的无害化处理与资源化利用,以‘阳光玫瑰’葡萄枝条为原料热解制备生物炭,在浙江嘉兴设置田间试验,研究生物炭及其施用方式对葡萄果实品质及葡萄园土壤理化性质的影响。结果发现,在... 为了探究生物炭对土壤理化性质的影响,研究农业废弃物的无害化处理与资源化利用,以‘阳光玫瑰’葡萄枝条为原料热解制备生物炭,在浙江嘉兴设置田间试验,研究生物炭及其施用方式对葡萄果实品质及葡萄园土壤理化性质的影响。结果发现,在本研究中生物炭的施入对‘阳光玫瑰’果实品质的影响较小,各处理间差异均不显著。但施入生物炭可以提高葡萄园土壤的pH,促进土壤有机质和氮磷钾元素的积累,降低土壤中铬、锌、铅等重金属元素的含量,增强土壤的肥力效果;而且沟施方式改善效果优于撒施。本研究中沟施3 L·m^(-2)生物炭对土壤改良的效果较好。 展开更多
关键词 葡萄枝条 生物炭 土壤 理化性质
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有机肥配施生物炭对碱化土壤真菌群落结构的影响研究
3
作者 王正 马金龙 +2 位作者 黄钰辉 王珍 孙兆军 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期61-67,共7页
为探究有机肥配施生物炭对干旱区碱化土壤真菌群落结构的重塑效果,通过田间试验,采用高通量测序技术研究不同用量有机肥(0、7.5 t/hm^(2))和生物炭(0、2%和4%)配施对土壤真菌群落结构及作物产量的影响。结果表明:相较于对照,7.5 t/hm^(2... 为探究有机肥配施生物炭对干旱区碱化土壤真菌群落结构的重塑效果,通过田间试验,采用高通量测序技术研究不同用量有机肥(0、7.5 t/hm^(2))和生物炭(0、2%和4%)配施对土壤真菌群落结构及作物产量的影响。结果表明:相较于对照,7.5 t/hm^(2)有机肥与2%、4%生物炭复配处理显著降低了门分类水平上子囊菌门的相对丰度,而担子菌门和球囊菌门等有益菌群的相对丰度显著提高;土壤真菌的Observed指数和Shannon指数明显增加,Simpson指数明显减少,复配处理明显改善了土壤真菌的丰富度和多样性,改变了土壤真菌群落结构。同时,复配处理有利于油葵生长及产量增加,其中7.5 t/hm^(2)有机肥配施4%生物炭的产量最高,为2521.5 kg/hm^(2),较对照增加1589.1 kg/hm^(2)。因此,相较于单一材料,有机肥配施生物炭可以进一步优化土壤真菌群落结构及多样性,提高作物产量。 展开更多
关键词 有机肥 生物炭 碱化土壤 真菌 群落结构
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悬浮床加氢装置尾渣气化副产炭黑的理化特性及分离特性
4
作者 王辰 蔡志阳 +1 位作者 唐冬萍 王亦飞 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第1期231-242,共12页
悬浮床加氢装置尾渣气化副产炭黑,炭黑排放过程中产生黑水。为探究黑水分离炭黑的最佳条件,实现炭黑的资源化再利用,采用元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等手段对炭黑的基本物理特性进行了系统分析;以聚合氯化铝、聚合硫酸铁... 悬浮床加氢装置尾渣气化副产炭黑,炭黑排放过程中产生黑水。为探究黑水分离炭黑的最佳条件,实现炭黑的资源化再利用,采用元素分析、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等手段对炭黑的基本物理特性进行了系统分析;以聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺为絮凝剂,采用混凝-沉淀法进行炭黑在水中的分离特性实验,并对分离后炭黑的絮团大小、形貌及化学特性进行了研究。结果表明:炭黑粒径较小,碳元素质量分数高达97%;选用阳离子型聚丙烯酰胺在添加质量浓度0.4 mg/L、沉降时间3.5 min时,炭黑在水中的絮凝沉降效果最佳,水的透光率可达96.3%,絮凝后的炭黑颗粒尺寸显著变大;炭黑在450℃即可发生氧化,气化过程属于均相模型,平均活化能为171.91 kJ/mol。 展开更多
关键词 炭黑 理化特性 混凝-沉淀 分离特性 阳离子型聚丙烯酰胺
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生物炭与传统碳质材料的关系
5
作者 吴郅俊 戴荣 +2 位作者 文俊 宋洪川 廖承菌 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期89-92,共4页
近年来生物炭已成为多学科的研究热点。但生物炭与传统碳质材料之间的关系尚未有学者给出明确的结论。因此,本文以生物炭和传统碳质材料的概念为切入点,对它们之间的关系进行分析。随着研究的深入,生物炭的研究将会与木炭、黑炭、火炭... 近年来生物炭已成为多学科的研究热点。但生物炭与传统碳质材料之间的关系尚未有学者给出明确的结论。因此,本文以生物炭和传统碳质材料的概念为切入点,对它们之间的关系进行分析。随着研究的深入,生物炭的研究将会与木炭、黑炭、火炭和活性炭等传统碳质材料在广度和深度上互相支撑,从而进一步推动生物炭的研究。 展开更多
关键词 生物炭 木炭 黑炭 火炭 活性炭
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生物炭对烟草废弃物高温厌氧消化过程的影响
6
作者 孙照勇 何金庭 +4 位作者 苟敏 金立锋 罗文锋 汤岳琴 李锋 《中国沼气》 2025年第1期28-34,共7页
为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))... 为探究烟草废弃物高温厌氧消化过程中烟碱含量对发酵效果的影响及生物炭辅助下的解抑增效潜力和机制;以烤后废弃烟叶为原料,研究了不同烟碱含量及生物炭添加对其高温厌氧消化过程和活性微生物群落的影响;低含量烟碱(≤2 g·L^(-1))对烟叶厌氧消化过程具有促进作用,但烟碱含量达到3 g·L^(-1)时甲烷产量较未添加烟碱的实验组下降了18.4%。不同烟碱含量(0~3 g·L^(-1))添加生物炭对甲烷产量的提升率分别达到了126%~195%。Gompertz模型拟合结果表明,生物炭添加缩短了甲烷生产延滞时间且显著提高了甲烷生成速率。结合活性微生物群落结构分析,烟叶高温厌氧消化过程产甲烷古菌活性低是造成甲烷产量低的主要原因,而高浓度烟碱加剧了产甲烷菌抑制。结果证明:生物炭添加导致产甲烷菌群落由氢营养型产甲烷途径向氢和乙酸营养型产甲烷途径共存转变,是提高烟叶厌氧消化效率的主要原因;烟碱是烟草废弃物高温厌氧消化过程中的重要抑制因子,其抑制临界浓度为2~3 g·L^(-1),生物炭添加通过改变产甲烷群落代谢途径促进了厌氧消化过程。 展开更多
关键词 烟草废弃物 高温厌氧消化 甲烷 烟碱 生物炭
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生物炭表面NO吸附特性的量子化学研究
7
作者 朱世遥 薛婕雯 +2 位作者 张雨轩 陈斌 武卫东 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第5期7-16,共10页
生物炭表面具有丰富的官能团,通过化学吸附可以与一氧化氮(NO)分子形成稳定化学键,廉价易得且环境适应性强,具有广阔的应用前景.然而,当前对生物炭表面NO吸附特性的研究大多仍停留在宏观层面,缺乏深入的微观机制解析.本文基于密度泛函理... 生物炭表面具有丰富的官能团,通过化学吸附可以与一氧化氮(NO)分子形成稳定化学键,廉价易得且环境适应性强,具有广阔的应用前景.然而,当前对生物炭表面NO吸附特性的研究大多仍停留在宏观层面,缺乏深入的微观机制解析.本文基于密度泛函理论,深入研究了生物炭表面一氧化氮(NO)的吸附转化路径,从分子层面揭示了生物炭对NO的吸附特性.研究结果显示,N-down型吸附构型的能量普遍低于O-down型吸附构型,是较为可能的吸附构型,并且含氧原子的官能团在NO的吸附和氨(NH_(3))的形成过程中扮演着关键角色.此外,通过对N-down型构型的进一步分析发现,在与活性位点结合后,NO将优先取代羟基,最终在生物质焦炭表面转化为NH_(3).同时,基于变分过渡态理论(CVT)计算了反应速率,发现NO优先反应的途径将受到不同区域内反应速率的限制.本文通过量子化学方法深入揭示了生物炭表面NO吸附特性的微观机制,为优化生物炭在NO治理中的应用提供了理论支持. 展开更多
关键词 吸附 生物炭 密度泛函理论
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羟基磷灰石改性竹笋壳生物炭的合成及吸附性能研究
8
作者 夏蒸 雷兰 +3 位作者 石铁应 鲍云云 梁汝萍 邱建丁 《分析测试学报》 CAS 北大核心 2025年第1期126-134,共9页
该研究以竹笋壳为原料合成了具有多孔结构和亲水性磷酸基团的羟基磷灰石改性竹笋壳生物炭(BSHAP),用于高效吸附废水中的铀酰离子(UO_(2)^(2+))。BS-HAP的多孔结构可有效增加与UO_(2)^(2+)的接触面积,促进对UO_(2)^(2+)的吸附;BS-HAP中... 该研究以竹笋壳为原料合成了具有多孔结构和亲水性磷酸基团的羟基磷灰石改性竹笋壳生物炭(BSHAP),用于高效吸附废水中的铀酰离子(UO_(2)^(2+))。BS-HAP的多孔结构可有效增加与UO_(2)^(2+)的接触面积,促进对UO_(2)^(2+)的吸附;BS-HAP中的磷酸基团可为化学吸附UO_(2)^(2+)提供结合位点,使得BS-HAP对UO_(2)^(2+)具有优异的吸附性能。同时,Ca^(2+)与UO_(2)^(2+)之间的离子交换作用以及生物炭与UO_(2)^(2+)之间的静电相互作用,协同促进了BSHAP对UO_(2)^(2+)的吸附。在酸性条件下,BS-HAP对UO_(2)^(2+)的吸附容量为815.2 mg·g^(-1)。BS-HAP不仅对UO_(2)^(2+)具有强的吸附能力,还具有良好的选择性和稳定性,即使经多次循环使用,仍能保持对UO_(2)^(2+)的高效去除能力。BS-HAP为含铀废水处理提供了有效方法,对推动绿色可持续的废水处理技术发展具有重要意义。 展开更多
关键词 竹笋壳 生物炭 羟基磷灰石 铀酰离子 吸附
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生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系形态及根系分泌物的影响
9
作者 刘丹阳 王伯豪 +6 位作者 李君 马合巴丽·奥腊孜别克 张翰申 朱新萍 杨再磊 贾宏涛 徐万里 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第1期50-58,共9页
为了揭示生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系生长及其根系分泌物的调控作用,本试验利用盆栽,向中度和重度盐碱土壤中分别添加浓度为0(对照)、0.5%、1%、2%的棉秆炭和磷酸改性棉秆炭,测定了苗期棉花总根长、根表面积、根系体积以及根系... 为了揭示生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系生长及其根系分泌物的调控作用,本试验利用盆栽,向中度和重度盐碱土壤中分别添加浓度为0(对照)、0.5%、1%、2%的棉秆炭和磷酸改性棉秆炭,测定了苗期棉花总根长、根表面积、根系体积以及根系甲酸、乙酸和草酸等分泌物的量。结果表明:土壤盐度的增加显著抑制了苗期棉花根系的总根长、根表面积和根系体积。在中度和重度盐胁迫条件下,与对照相比添加2%的生物炭和磷酸改性生物炭处理的棉花总根长分别显著增加了55.92%和43.69%,根系体积分别显著增加了41.73%和55.88%,而0.5%的生物炭处理的棉花总根长降低了25.31%。使用未改性的生物炭主要增加了苗期棉花根系甲酸含量,而磷酸改性生物炭则显著增加了根系中草酸、甲酸和柠檬酸的含量。可溶性总糖与土壤pH和总盐呈显著正相关,棉花根系甲酸含量与土壤pH呈显著负相关,草酸、甲酸和柠檬酸含量分别与棉花根系生长指标呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,在中度或重度盐分土壤中施用2%磷酸改性生物炭对提高棉花根系生长和耐盐生理特性方面的效果优于未改性生物炭。 展开更多
关键词 生物炭 盐胁迫 总根长 草酸 可溶性糖
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硝酸改性生物炭对四环素的吸附性能研究
10
作者 张慧楠 张震斌 +1 位作者 单凤君 王煜昕 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第1期137-145,共9页
以花生壳为原料,通过浸渍法制备了硝酸改性生物炭(HBC)。对HBC进行了SEM、FT-IR、XRD、XPS以及BET表征分析,以盐酸四环素(TC)为目标污染物,考察了反应条件对HBC吸附TC的影响,研究了HBC对TC的吸附机理。结果表明:当TC初始浓度为150 mg... 以花生壳为原料,通过浸渍法制备了硝酸改性生物炭(HBC)。对HBC进行了SEM、FT-IR、XRD、XPS以及BET表征分析,以盐酸四环素(TC)为目标污染物,考察了反应条件对HBC吸附TC的影响,研究了HBC对TC的吸附机理。结果表明:当TC初始浓度为150 mg·L^(-1),反应温度为30℃,HBC投加量1 g·L^(-1),TC溶液初始pH=5时,HBC的吸附容量达到22.73 mg·g^(-1),吸附过程更符合准二级动力学方程和Langmuir模型,并且经过4次循环实验后,HBC的吸附容量仅下降17.1%,证明该材料具有较高的稳定性。因此,HBC在去除TC领域有广泛的应用潜能。 展开更多
关键词 花生壳 生物炭 改性 四环素 吸附
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生物质活性炭的制备及其吸附处理染料污染物的行为与机理研究进展
11
作者 李海霞 左钧元 +2 位作者 李欣彤 徐文浚 蔡进军 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期28-33,39,共7页
生物炭是一类符合绿色发展理念的碳中性材料,丰富的孔结构、芳香化结构与缺陷特性使其在染料吸附方面表现出巨大潜能。活化修饰可有效改善生物炭的孔结构和表面化学特性,是提升染料吸附效能的有效途径。综述了生物质活性炭的制备方法及... 生物炭是一类符合绿色发展理念的碳中性材料,丰富的孔结构、芳香化结构与缺陷特性使其在染料吸附方面表现出巨大潜能。活化修饰可有效改善生物炭的孔结构和表面化学特性,是提升染料吸附效能的有效途径。综述了生物质活性炭的制备方法及其吸附处理染料污染物的研究进展,详细论述影响染料吸附过程的因素并结合动力学特性对吸附机制展开分析。最后对生物炭吸附染料面临的挑战和解决方案进行总结和展望,以期推动生物炭在水处理领域的实用化进程。 展开更多
关键词 生物炭 活化 吸附 染料废水 吸附剂
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用于超级电容器的生物炭电极材料性能研究进展
12
作者 梁雨晖 陈德珍 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期51-68,共18页
在众多储能元件中,超级电容器因具有功率密度高、倍率性能优异、循环稳定性好的优点而受到广泛关注。以低成本、绿色清洁、含碳量高的生物炭作为电极材料是目前的主要研究方向。回顾了生物炭制备方法包括热解、水热和气化对生物炭作为... 在众多储能元件中,超级电容器因具有功率密度高、倍率性能优异、循环稳定性好的优点而受到广泛关注。以低成本、绿色清洁、含碳量高的生物炭作为电极材料是目前的主要研究方向。回顾了生物炭制备方法包括热解、水热和气化对生物炭作为电极原材料的适应性;分析了生物炭比表面积、孔隙结构、官能团、电导率等性质对超级电容器性能的影响;讨论了生物炭物理活化、化学活化、原子掺杂、导电聚合物与生物炭复合、金属氧化物与生物炭复合等活化改性方法对超级电容器性能的提升;比较了常见生物质类型如木质、海洋生物质、草本和水果等生物质在超级电容器中的应用性能。结果表明:以高比表面积和构建合适的介孔微孔比为生物炭改性目标,并通过掺入杂原子或导电聚合物来增加比电容是合适路径。在众多生物质中,木质生物质因孔隙发达、灰分低、纤维素含量高等优势而成为主要研究对象,可制备多级多孔结构和超高含碳量的生物炭,有望用于生产高性能超级电容器电极材料。目前,进一步明确生物炭特性和超级电容性能之间的构效关系仍是研究重点。 展开更多
关键词 超级电容器 生物炭 电极材料 改性 比电容
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制备条件对生物炭/PNPG复合材料吸附Sb(Ⅲ)的影响研究
13
作者 牛梦娴 洪思奇 张洛红 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期213-218,共6页
以小麦秸秆生物炭(BC)作为载体,采用原位聚合法,通过控制BC热解温度和N-苯基甘氨酸/生物炭(NPG/BC)质量比等合成条件,制备了一系列生物炭/聚(N-苯基甘氨酸)(BC/PNPG)复合吸附剂,研究合成条件对Sb(Ⅲ)吸附性能的影响,并通过SEM、FT-IR和... 以小麦秸秆生物炭(BC)作为载体,采用原位聚合法,通过控制BC热解温度和N-苯基甘氨酸/生物炭(NPG/BC)质量比等合成条件,制备了一系列生物炭/聚(N-苯基甘氨酸)(BC/PNPG)复合吸附剂,研究合成条件对Sb(Ⅲ)吸附性能的影响,并通过SEM、FT-IR和XPS等表征手段揭示吸附机理。结果表明,BC对Sb(Ⅲ)的吸附量随热解温度的升高而增大,最大为7.55mg/g。热解温度为800℃、NPG/BC质量比为5∶5、合成环境为酸性条件下,制备的BC_3/PNPG-5∶5-S对Sb(Ⅲ)的吸附量为17.65mg/g,是BC的2.3倍。该复合吸附剂对Sb(Ⅲ)的吸附机制包括苯胺基与Sb(Ⅲ)的螯合作用、带正电荷的质子化双极化子对Sb(Ⅲ)的氧化作用和带正电的PNPG与Sb(OH)_(6)^(-)之间的静电相互作用。 展开更多
关键词 生物炭 N-苯基甘氨酸 吸附 重金属 锑
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废轮胎热解炭黑负载FeS复合材料的制备及对水中Cr(Ⅵ)吸附
14
作者 梁声振 殷进 +2 位作者 贾晓曼 李伟 尤兴萌 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期170-176,182,共8页
热解是目前处理废轮胎最为高效的方式之一,其中固相产物热解炭黑(CB)的资源化再利用是废轮胎热解技术推广的重要方向之一。本研究以热解CB为载体,制备了一种CB负载硫化亚铁复合材料(CB/FeS-0.5),结合去除Cr(Ⅵ)性能进行分析,探究其反应... 热解是目前处理废轮胎最为高效的方式之一,其中固相产物热解炭黑(CB)的资源化再利用是废轮胎热解技术推广的重要方向之一。本研究以热解CB为载体,制备了一种CB负载硫化亚铁复合材料(CB/FeS-0.5),结合去除Cr(Ⅵ)性能进行分析,探究其反应机制。结果表明,CB/FeS-0.5既保留了CB的多孔结构,又分散了FeS。在反应时间360min,pH=2,反应温度25℃情况下,CB/FeS-0.5的吸附量达到92.93mg/g,比未负载FeS提高了5倍左右;吸附过程符合准二级动力学、颗粒内扩散模型和Langmuir等温吸附模型,且该吸附过程是自发吸热的。CB/FeS-0.5去除机制包括物理、化学吸附及还原作用。研究结果可为废轮胎热解CB的改性和资源化再利用及其对水体中Cr(Ⅵ)的去除提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 炭黑 硫化亚铁 复合材料 六价铬 资源化
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微量生物炭表面酸性官能团质量摩尔浓度定量分析方法
15
作者 李崯雪 崔邴晗 +3 位作者 尚宏儒 曹永娜 程泽斌 于艳玲 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期65-72,共8页
表面官能团是生物炭的重要组成部分,其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法,该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此,通过构建质子消耗模型、编写Python程序、进行... 表面官能团是生物炭的重要组成部分,其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法,该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此,通过构建质子消耗模型、编写Python程序、进行酸碱滴定实验、调试模型参数,建立一种微量生物炭表面官能团质量摩尔质量摩尔浓度定量分析方法,能够快速测量微量生物炭的表面官能团质量摩尔浓度与对应的酸解离常数p K_(a)。通过调整参数、训练模型,分析此方法适用的生物炭质量范围,发现测试样品质量为50 mg时模型的均方误差E_(MS)<0.002,迭代次数设置为20000时模型的E_(MS)<0.001,表明测量结果准确度较高。该方法测定的生物炭表面官能团总量与Boehm滴定法的相对误差在2%以内,且生物炭用量缩减95%、测量时间缩短10 h以上、实验操作步骤大幅简化,满足生物炭表面官能团定量分析微量、快速的技术需求。 展开更多
关键词 生物炭 表面官能团 酸碱滴定 定量分析方法
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酸碱催化对果木枝水热炭组成及结构影响
16
作者 刘耀鑫 汪远 +2 位作者 潘一辉 伯灵 文博 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期18-24,共7页
以果木枝为原料,柠檬酸和KOH为催化剂,利用水热碳化技术制备果木枝水热炭,考察酸碱催化对果木枝水热炭的组成及结构影响。结果表明:水热碳化能提高生物质的燃料品质,柠檬酸的加入能加深水热炭的炭化程度,提高水热炭的热值(由18.06 MJ/k... 以果木枝为原料,柠檬酸和KOH为催化剂,利用水热碳化技术制备果木枝水热炭,考察酸碱催化对果木枝水热炭的组成及结构影响。结果表明:水热碳化能提高生物质的燃料品质,柠檬酸的加入能加深水热炭的炭化程度,提高水热炭的热值(由18.06 MJ/kg提高至22.23 MJ/kg),而KOH的加入可增大灰分含量,降低水热炭热值;水热炭介孔结构居多且表面有许多炭微粒生成,柠檬酸的加入能促进炭微粒的形成,而KOH作用相反;反应温度升高和催化剂的添加均能增加水热炭的比表面积,从3.63 m^(2)/g增加到496.37~582.40 m^(2)/g;低浓度的柠檬酸和KOH会促进微孔的形成;高温和高浓度的柠檬酸和KOH均能促进水热炭的芳构化;柠檬酸的加入能提高水热炭的石墨化程度,KOH的加入使水热炭的无定形程度加深。 展开更多
关键词 生物质 水热碳化 水热炭 催化剂 比表面积
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壳聚糖基氮掺杂活性炭的制备及其性能
17
作者 王虹 冯银豹 +2 位作者 刘硕 陈子尚 李建新 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期44-50,共7页
为了制备高氮含量的氮掺杂活性炭(N-AC),以壳聚糖为原料、KOH为活化剂,采用碱活化法原位制备氮掺杂活性炭。通过比表面积分析(BET)、X-射线衍射仪(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)表征氮掺杂活性炭的结构及组分,并分析氮掺杂活性炭的电化... 为了制备高氮含量的氮掺杂活性炭(N-AC),以壳聚糖为原料、KOH为活化剂,采用碱活化法原位制备氮掺杂活性炭。通过比表面积分析(BET)、X-射线衍射仪(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)表征氮掺杂活性炭的结构及组分,并分析氮掺杂活性炭的电化学性能,研究碱炭比及炭化温度对氮掺杂活性炭物理性能和电化学性能的影响。结果表明:氮掺杂活性炭的石墨化程度随碱炭比的增加而降低,随炭化温度的增加而增加;氮掺杂活性炭的比表面积随着碱炭比的增加而增加,随炭化温度增加先增大后减小,而含氮质量分数随之减小;氮掺杂活性炭的最佳制备条件为碱炭比0.5∶1,炭化温度700℃,此时氮掺杂活性炭N-AC-0.5-700的比表面积为798 m2/g,总氮质量分数为3.52%,并含有较高比例的无序碳含量,其电极具有最佳的电化学活性、最小的电子传输阻力及最佳的氧还原性能,相比普通椰壳活性炭电极的电化学及氧还原性能均有较大提升。 展开更多
关键词 壳聚糖 氮掺杂活性炭 碱炭比 炭化温度 电化学性能
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膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制
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作者 李承禹 方佳颖 +2 位作者 王启航 曾令顺 母军 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第2期163-174,共12页
【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热... 【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。 展开更多
关键词 废水处理 染料 吸附剂 软木生物炭 膨化预处理 动力学 吸附等温线
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4年单季生物炭与秸秆还田对潮土土壤团聚体及有机碳影响
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作者 马新雨 刘子剑 +3 位作者 孙树臣 田晓飞 翟胜 李婷婷 《灌溉排水学报》 2025年第1期74-81,88,共9页
【目的】阐明连续单季秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及有机碳的影响,对于秸秆资源更加合理地应用于农田土壤改良及土壤质量提升至关重要。【方法】以鲁西平原冬小麦-夏玉米轮作土壤为研究对象,以不添加秸秆与生物炭为对照(CK),研究2019... 【目的】阐明连续单季秸秆与生物炭还田对土壤团聚体及有机碳的影响,对于秸秆资源更加合理地应用于农田土壤改良及土壤质量提升至关重要。【方法】以鲁西平原冬小麦-夏玉米轮作土壤为研究对象,以不添加秸秆与生物炭为对照(CK),研究2019—2023年冬小麦单季0.5倍(S0.5,3.80 t/hm^(2))、1.0倍(S1.0,7.60 t/hm^(2))、1.5倍(S1.5,11.40 t/hm^(2))和2.0倍(S2.0,15.20 t/hm^(2))玉米秸秆与同倍数玉米秸秆炭化还田(B0.5、B1.0、B1.5、B2.0,生物炭量分别为1.14、2.28、3.42、4.56 t/hm^(2))对冬小麦季耕层土壤团聚体及有机碳影响。【结果】生物炭与秸秆还田均可降低土壤体积质量,0~10 cm土层B2.0处理及10~20 cm土层B1.5处理土壤体积质量较CK对应土层降低最多,分别显著降低9.08%和7.97%。2种秸秆还田方式均在一定程度上促进了土壤团聚体的增加,对˃5 mm粒级土壤团聚体改善效果最佳,而1~2 mm粒级土壤团聚体最差。与CK相比,0~10 cm土层中B1.0处理˃5 mm粒级土壤团聚体量增加最多,显著增加107.35%,10~20 cm土层中S1.5处理˃5 mm粒级土壤团聚体量增加最多,显著增加106.63%。除S1.5、B0.5处理分别降低了0~10 cm土层˂0.25 mm粒级、10~20 cm土层1~2 mm粒级团聚体土壤有机碳量(SOC)外,其余生物炭与秸秆还田均促进了SOC的增加,且SOC大致随秸秆及生物炭还田量的增加而增加。【结论】单季玉米秸秆及玉米秸秆炭化还田均可降低耕层土壤体积质量,提高各粒级水稳性团聚体及有机碳量。综合考虑,建议冬小麦季单季采用1.5~2.0倍(3.42~4.56 t/hm^(2))的玉米秸秆炭化还田是该区提升土壤质量较为合理的秸秆还田方式。 展开更多
关键词 生物炭 秸秆还田 土壤团聚体 有机碳
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基于蒸发排放试验和混动车型蒸发控制方式的炭罐研究
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作者 杨铭 李国栋 《时代汽车》 2025年第3期32-35,共4页
近年来,混合动力车型的销量趋势呈现出强劲的增长势头,但混动车型与传统燃油车型的蒸发排放控制方法存在差异。本文分析了各国法规的蒸发排放试验方法以及混动车型的蒸发控制方法,并通过实验对炭罐的吸附能力和有效容积进行了研究。得... 近年来,混合动力车型的销量趋势呈现出强劲的增长势头,但混动车型与传统燃油车型的蒸发排放控制方法存在差异。本文分析了各国法规的蒸发排放试验方法以及混动车型的蒸发控制方法,并通过实验对炭罐的吸附能力和有效容积进行了研究。得到了混动车辆的炭罐吸附能力应满足加油和炭罐老化的要求,且有效容积应尽可能减小的结论。 展开更多
关键词 炭罐 蒸发排放试验 混合动力
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