热解条件对生物炭性质和氮、磷吸附性能的影响

摘要：

以橡木为原料,在不同的热解终温、升温速率和恒温时间下制备生物炭.对生物炭产率、pH、元素组分、工业组分、比表面积、红外光谱等理化特征进行分析,并考察生物炭对水溶液体系中NOi-N、NH~-N、PO]--P的吸附性能.结果表明:生物炭的产率受热解终温影响最大(极差:54.57％),恒温时间次之(极差:1.16％),升温速率最小(极差:0.42％).随热解终温、升温速率和恒温时间的增加,所得生物炭的pH和C含量增加,而H和O含量降低.热解终温对生物炭表面官能团影响较大,升温速率和恒温时间基本无影响.生物炭对氮、磷的吸附性能主要受热解终温影响.NO3-N的吸附量最大可达2.80 mg·g-1(600℃),且随热解终温的升高呈指数增加.比表面积、表面碱性官能团和表面金属氧化物与NO3--N吸附有关.随热解终温的增加,NH4+-N吸附量降低,最大吸附量为3.12 mg·g-1(300℃).阳离子交换量(CEC)是影响NH4+-N吸附的主要因素.PO43--P吸附量随热解终温的增加呈先增后减的趋势(在500℃达到最大,为9.75 mg·g-1),且吸附过程主要受生物炭表面碱性官能团和表面金属氧化物的影响.

关键词：生物炭、热解条件、理化性质、NO3-、NH4+、PO43-、吸附机制

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分类号：X703.1(一般性问题)

资助基金：教育部长江学者和创新团队发展计划No.IRT13083;四川省教育厅重点项目No.12ZA124;Supported by the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University No.IRT13083 and the Key Program of the Department of Education of Sichuan Province No.12ZA124

在线出版日期：2015-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2805-2812