裂解温度对不同原材料生物炭理化特性的影响

占长林，高 越，詹佳伟，钟 慧，李 亮，刘红霞

(湖北理工学院 a.环境科学与工程学院，b.矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室，湖北 黄石 435003)

生物炭是生物质废弃物在缺氧条件下通过一定温度热裂解而得到的富含碳且性质稳定的固体产物[1]。其制备原材料非常丰富，包括农业固体废弃物(秸秆、果壳、稻草等)、木材、动物代谢产物(牛粪、猪粪、蚯蚓排泄物等)、城市生活污泥等。生物炭因具有良好的结构和理化特性，不仅能够去除环境中的污染物质、修复水体和土壤环境[2]、改良土壤理化性质、提高作物和粮食产量[3]，而且可以减少温室气体排放，缓解全球气候变暖趋势[4]，因此成为了土壤科学、农业生产、环境科学等研究领域的热点[5]。

由于生物炭的制备必须经过低温裂解过程，因此由不同生物质原材料制备的生物炭的理化性质存在较大的差异[6]。研究结果表明，生物质原材料和裂解温度对生物炭的产率和特性有重要影响[7-8]。一般来说，随着裂解温度升高，生物炭经历脱水、裂解和芳香化等过程，这对生物炭的结构和性质会产生重大影响。此外，裂解时间[6-9]、升温速率[10]、裂解方式[11]等因素也会对生物炭的结构、组成和产率产生一定影响。虽然国内外对不同原材料制备生物炭的方法、条件，以及所制备的生物炭的理化特性、环境应用等方面均已进行了不同程度的研究，但关于原材料性质及裂解温度对生物炭理化特性的影响仍然缺乏比较系统的研究。……