農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的實(shí)驗(yàn)研究

農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的實(shí)驗(yàn)研究農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的實(shí)驗(yàn)研究摘要：生物炭是一種由有機(jī)廢棄物經(jīng)過(guò)熱解和焦化而成的碳質(zhì)產(chǎn)品。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，利用農(nóng)作物廢棄物制備生物炭，并對(duì)其熱解過(guò)程和物化特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，農(nóng)作物廢棄物制備的生物炭具有良好的熱解效果和物化特性，可作為一種有效的碳質(zhì)材料和土壤改良劑。1.引言農(nóng)作物廢棄物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量有機(jī)廢棄物，占據(jù)了大量的土地資源，并且容易造成環(huán)境污染。隨著環(huán)境問(wèn)題的加劇，人們對(duì)農(nóng)作物廢棄物的處理方法提出了更高的要求。生物炭作為一種由有機(jī)廢棄物制備而成的新型碳材料，在環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，通過(guò)研究農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的方法和特性，不僅可以解決農(nóng)作物廢棄物處理問(wèn)題，還可以開發(fā)生物炭在農(nóng)業(yè)和土壤改良方面的應(yīng)用價(jià)值。2.實(shí)驗(yàn)方法2.1材料準(zhǔn)備本實(shí)驗(yàn)采用農(nóng)作物廢棄物，如稻草、玉米秸稈和麥草作為原料制備生物炭。這些農(nóng)作物廢棄物來(lái)源廣泛，易得且價(jià)格低廉。2.2熱解實(shí)驗(yàn)將農(nóng)作物廢棄物切碎成小碎片狀，放入熱解器中進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)。熱解溫度設(shè)定為400~600℃，持續(xù)時(shí)間為1小時(shí)。在熱解過(guò)程中，記錄炭化物質(zhì)的質(zhì)量變化。2.3物化特性分析通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察生物炭的表面形貌，利用X射線衍射（XRD）分析生物炭的晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)比表面積測(cè)試儀（BET）測(cè)定生物炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)。3.結(jié)果與討論3.1熱解實(shí)驗(yàn)結(jié)果熱解過(guò)程中農(nóng)作物廢棄物發(fā)生了碳化和氣化兩個(gè)主要反應(yīng)。在400~600℃的溫度范圍內(nèi)，農(nóng)作物廢棄物經(jīng)過(guò)熱解后，質(zhì)量損失較大。其中，玉米秸稈的質(zhì)量損失最大，稻草和麥草的質(zhì)量損失相對(duì)較小。這說(shuō)明農(nóng)作物廢棄物的熱解溫度和時(shí)間對(duì)生物炭的產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要影響。3.2生物炭的物化特性掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果顯示，生物炭的表面呈現(xiàn)出多孔和多顆粒的結(jié)構(gòu)，具有很好的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積。X射線衍射分析結(jié)果顯示，生物炭的晶體結(jié)構(gòu)較為松散，具有良好的熱解效果。比表面積測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果顯示，生物炭的比表面積較大，有利于吸附和保存養(yǎng)分。4.結(jié)論本實(shí)驗(yàn)通過(guò)農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的方法和特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，農(nóng)作物廢棄物制備的生物炭具有良好的熱解效果和物化特性，可以作為一種有效的碳質(zhì)材料和土壤改良劑。此外，農(nóng)作物廢棄物制備生物炭的方法簡(jiǎn)單易行，且來(lái)源廣泛，具有廣泛的應(yīng)用前景。進(jìn)一步的研究可以從生物炭的應(yīng)用效果和環(huán)境效益等方面展開，以推動(dòng)生物炭在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：[1]SunS,etal.Preparationandpropertiesofbiocharderivedfromdifferentagriculturalstrawfeedstock.EnvironmentalScienceandPollutionResearch,2014,21(12):7516-7527.[2]ZhangJ,etal.Biochar-inducednegativecarbonmineralizationprimingeffectsinacoastalwetlandsoil:Rolesofsoilaggregationandmicrobialmodulation.GlobalChangeBiology,2020,26(2):800-814.[3]ZhangH,etal.Preparationandcharacterizationofbiocharfromdifferentbiomass