不同炭化条件制备油茶果壳生物质炭的理化性质比较研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 侯建伟

作者： 侯建伟;邢存芳;杨莉琳;杨枣童;罗应

作者机构：

关键词： 油茶果壳生物质炭;热重分析;微观特征;孔隙结构;有机组分

期刊名称： 土壤通报

ISSN： 0564-3945

年卷期： 2024 年 002 期

页码： 383-390

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】比较不同炭化条件制备的油茶果壳生物质炭的理化性质，为生物质炭的制取和应用提供参考依据。【方法】在不同炭化温度（T:400℃、500℃和600℃）、恒温时间（t:2 h、4 h和6 h）和升温速率(v:150℃h-1)条件下将油茶果壳制成了9种生物质炭，借鉴材料科学的方法，研究其热失重特征、形貌结构、表面官能团种类和有机组分含量等内容。【结果】随着炭化温度的升高，纤维素、半纤维素和木质素组分相继分解，600℃以后进入热失重稳定阶段。400℃→600℃升温炭化过程中，油茶果壳生物质炭的氮气吸附-脱附等温线由IV型转为Ⅲ型；400℃时，中孔丰富，总孔容积0.00309～0.00351 cm g-1;500℃和600℃时，大孔丰富，平均总孔容积分别为0.00352 cm g-1和0.00390 cm g-1。随着炭化温度的升高和恒温时间的延长，C=O和C—O—C消失，—OH、—CH2、C=C、C=O、O—H和Si—O—Si的伸缩振动峰逐渐缩窄；同时由于C=O、—OH、C—O—C等基团的逐渐分解或重组导致油茶果壳生物质炭中H、O元素减少，C元素富集，H/C、O/C和（N+O）/C也明显降低。【结论】油茶果壳炭化过程是芳香性增强，亲水性和极性减弱的富C脱挥发分过程。炭化温度是影响油茶果壳生物质炭C、H、O、N元素含量、微观特征、氮气吸附-脱附等温线构型的主要因素，而恒温时间是影响油茶果壳生物质炭孔径分布的主要因素。其中，T400t4V150处理的微孔、中孔和大孔结构在体系中大量分布，尤其是中孔结构最为丰富且孔径分布范围更窄。

分类号： TK6

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