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热解条件对生物炭性质和氮、磷吸附性能的影响
引用本文:王章鸿,郭海艳,沈飞,李阳,王卿.热解条件对生物炭性质和氮、磷吸附性能的影响[J].环境科学学报,2015,35(9):2805-2812.
作者姓名:王章鸿  郭海艳  沈飞  李阳  王卿
作者单位:1. 四川农业大学生态环境研究所, 成都 611130;2. 四川农业大学环境学院, 成都 611130,1. 四川农业大学生态环境研究所, 成都 611130;2. 四川农业大学环境学院, 成都 611130,1. 四川农业大学生态环境研究所, 成都 611130;2. 四川农业大学环境学院, 成都 611130,1. 四川农业大学生态环境研究所, 成都 611130;2. 四川农业大学环境学院, 成都 611130,1. 四川农业大学生态环境研究所, 成都 611130;2. 四川农业大学环境学院, 成都 611130
基金项目: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)
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、p H、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NO-3-N、NH+4-N、PO3-4-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p H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.NO-3-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NO-3-N吸附有关.随热解终温的增加,NH+4-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NH+4-N吸附的主要因素.PO3-4-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
收稿时间:2014/10/30 0:00:00
修稿时间:2014/12/15 0:00:00

Effects of pyrolysis conditions on the properties of biochar and its adsorption to N and P from aqueous solution
WANG Zhanghong,GUO Haiyan,SHEN Fei,LI Yang and WANG Qing.Effects of pyrolysis conditions on the properties of biochar and its adsorption to N and P from aqueous solution[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2015,35(9):2805-2812.
Authors:WANG Zhanghong  GUO Haiyan  SHEN Fei  LI Yang and WANG Qing
Institution:1. Institute of Ecological and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;2. School of Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130,1. Institute of Ecological and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;2. School of Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130,1. Institute of Ecological and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;2. School of Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130,1. Institute of Ecological and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;2. School of Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130 and 1. Institute of Ecological and Environmental Sciences, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;2. School of Environment, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130
Abstract:
Keywords:biochar  pyrolysis conditions  physicochemical properties  NO3-  NH4+  PO43-  adsorption mechanisms
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