植物生物质制备活性炭研究进展

活性炭具有发达的内部孔隙结构和良好的吸附性能,在化工、制药、食品和环境保护等许多领域有广嗣的应用前景。植物生物质资源因其自身的特性是制备活性炭最有前景的原料之一。目前活性炭研究中常用的植物生物质原料分为农业残余物、木材类原料、竹类原料和木质素四大类。活性炭的制备方法分为炭化和活化两个阶段。活化方法有物理活化法、化学活化法和蒸气裂解活化法。物理和蒸气裂解活化法干净环保,但是成本高、技术不是很成熟;化学活化法技术成熟,应用最广泛,但是化学药剂的应用引起的设备腐蚀和环保问题难以克服,应用逐渐受到限制。     

杨木活性炭的一步法制备工艺研究

以杨木锯末为生物质原料,氯化锌为活化剂,采用氯化锌与生物质直接混合的一步法工艺制备生物质基活性炭。以亚甲基蓝吸附值为指标,采用单因素实验法研究活化剂与原料质量比、活化温度、升温速率以及活化时间对活性炭吸附性能的影响。确定较优的一步法制备活性炭工艺条件为:活化剂与原料质量比2.5∶1,活化温度500℃,升温速率15℃·min-1,停留时间40 min,亚甲基蓝吸附值为212 mg·g-1。对活性炭进行红外光谱、比表面积和扫描电镜,结果表明,该条件下制得的活性炭含有羟基和羧基等利于吸附的官能团,并具有丰富的孔隙结构,BET比表面积达2 866 m2·g-1。     

利用稻壳制备净水用活性炭研究

以稻壳为原料,通过低温碱处理、磷酸活化法制备活性炭,研究磷酸溶液浓度、浸渍比、活化温度和活化时间等因素对活性炭吸附性能的影响,确定了活性炭制备工艺和参数.结果表明:稻壳经过预处理、低温NaOH处理、磷酸活化处理的工艺参数为:磷酸活化剂浓度55％、浸渍比2.0、活化温度475℃、活化时间60 min,制备的活性炭产品的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值分别达到940、128 mg/g,符合GB/T 13803.2-1999《木质净水用活性炭》二级品的质量指标.     

香蕉茎生物质活性炭处理甲苯废气实验研究

香蕉茎是漳州天宝镇主要的农业废弃物,随意丢弃造成环境污染,需进行资源化利用。本文以香蕉茎为原料,磷酸活化、炭化制备生物质活性炭,并应用于甲苯废气吸附处理。结果显示,当浸渍磷酸的质量浓度为55%、料液比为1:3、炭化温度为600 ℃、炭化时间为3小时制得的香蕉茎生物质活性炭对甲苯废气具有良好、快速吸附去除效果,且具有较好的再生性能。这为香蕉茎资源化利用提供新路径。     

活性炭制备的研究进展

本文系统评述了近年来活性炭的主要制备方法,其中：化学活化法可短时间制备出高比表面积的活性炭,但会带来较严重的污染;与化学活化法相比,物理活化法具有工艺简单、清洁等优点,但所制备活性炭的孔结构较低,吸附性能偏弱;物理-化学活化法结合物理活化法和化学活化法两种方法的优点,可调节活性炭结构,制备出合适的活性炭;微波加热活化法不仅可以降低预处理成本,还可以提高加热速率。本文还比较了不同改性方法的优劣,并对高比表面积活性炭的发展前景进行了展望。     

利用桦木醇提取剩余物制备活性炭试验

以白桦(Betula platyphylla)树皮桦木醇提取剩余物为原料,分别采用氯化锌、氢氧化钾、磷酸为活化剂制备活性炭,通过正交设计法对工艺条件进行了优化.结果表明:氯化锌活化法产品的得率高、吸附性能好,优于氢氧化钾和磷酸法,更具有应用价值.氯化锌活化法最佳工艺条件:氯化锌溶液质量分数20％、浸渍时间24 h、活化时间90 min、活化温度600℃,利用此条件制备的活性炭产品碘吸附值1059.3 mg/g、亚甲基蓝吸附值126 mL/g,产品得率为54.6％.利用白桦树皮桦木醇提取剩余物制备活性炭,可做到白桦树皮生物质资源的完全利用.     

高介孔体积油茶壳活性炭的制备工艺研究

以生物质油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,探讨活化温度、氯化锌与油茶壳的浸渍比、油茶壳颗粒大小对制备的活性炭的比表面积、孔体积和介孔体积的影响规律,并对活性炭的组织结构、形貌、石墨化程度及表面化学成分进行了分析。结果表明,在考察的活化温度(T=500℃~800℃)范围内,活化温度对活性炭的比表面积和孔体积具有较大的影响,对孔径影响较小;在500℃时制备的活性炭具有较高的高比表面积和孔体积,活化温度越高,活性炭的比表面积和孔体积越小;氯化锌与油茶壳浸渍比为1时,制备的活性炭为微孔体系,当浸渍比为4时,活性炭具有较高的比表面积和最大的孔体积,其比表面积和孔体积分别为1890m^2·g^-1和2.42cm^3·g^-1,介孔体积占总体积的83.06%;在考察的油茶壳颗粒尺寸范围内,油茶壳原料颗粒的粒径对活性炭的组织结构影响较小。表面形貌和化学组成分析结果表明,活性炭表面由菜花状的小颗粒堆积而成,相互贯通的蠕虫状孔结构构成其孔隙结构,其表面含有一定数量的醚基、羰基、酚羟基及羧基等含氧官能团。     

生物质活性炭的制备及其性能的研究

实验以农业秸秆为原料,通过对秸秆先活化后炭化制备了一种高效、环保、低成本的吸附剂—生物质活性炭。主要对活化剂进行了选择并考察了料液比、炭化温度、活化时间等因素对印染废水吸附效果的影响。结果表明,用0.2mol/l的结晶硫酸镁溶液(分析纯)作为活化剂时,在料液比为1:3.3,活化时间为3h,炭化温度在400℃的制备条件下制得的吸附剂活性炭吸附效果最好,此时对印染废水的吸附率可达98.68%。     

生物质活性炭的制备与应用

该文简要介绍了生物质活性炭的3种制备方式,即物理法、化学法以及化学与物理结合法;以及生物质活性炭在环境保护方面的主要应用。利用丰富的生物质制备活性炭,可以使资源得到综合循环利用。     

农业秸秆制备活性炭及其性能研究

[目的]研究农业秸秆活性炭的最佳制备工艺及吸附性能。[方法]以秸秆为原料,在不同的操作条件下制备活性炭产品,并测定相应的活性炭产率及亚甲基蓝吸附值,分析研究了化学活化法制备秸秆活性炭工艺过程中的活化温度、活化时间、固液比、炭化时间等因素对活性炭的产率、亚甲基蓝吸附值的影响。[结果]用化学法制备秸秆活性炭的较佳工艺参数:以KOH/ZnCl2为活化剂,ZnCl2浓度为5 mol/L,KOH浓度为5 mol/L,KOH∶ZnCl2为1∶1,活化时间为1 h,固液比为1 g/4 ml,活化温度为20℃,热解温度为550℃,90℃为洗涤最佳温度。脱色率和亚基蓝吸附值均随活性炭投加时间的延长而增加。[结论]秸秆活性炭制备工艺经济、可行,具有广阔的应用前景。     

闽侯郊区不同土地利用方式对土壤活性碳的影响

[目的]探讨土地利用类型对土壤活性有机碳库的影响以及土壤活性有机碳与土壤养分的关系。[方法]根据利用方式不同,将试验区土壤划分为林地、菜地、地瓜地、茉莉地、果地、甘蔗地6种利用类型,测定土壤基本理化性质。[结果]结果表明:6种土地利用类型中,同总有机碳变化相比,微生物碳和水溶性碳的变化更明显;而微生物碳与水溶性碳相比,后者的变化更明显。[结论]微生物碳和水溶性碳可以作为反映土壤有机质质量的灵敏指标。     

土地利用方式对土壤活性有机碳分布的影响

对福建省建瓯市山地红壤的园地(茶园、桔园)、林地(杉木、木荷、封育)不同土层(0-10 cm、10-20 cm)土壤活性有机碳(轻组有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳)含量进行研究。结果表明,林地转变园地后,在0-10 cm土层土壤轻组有机碳(LFC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量平均分别下降了65.97%、64.60%和54.78%,在10-20 cm则平均分别下降了57.39%、21.88%和43.71%;土壤微生物商在不同利用方式下没有明显分异规律。土壤活性有机碳含量随土层加深而递减(桔园除外),但不一定有显著差异。因此,亚热带山地红壤内林地转变为园地会导致土壤活性有机碳含量大幅度下降,活性有机碳比土壤总有机碳对土地利用变化更为敏感。     

棉秆炭对灰漠土活性有机碳氮的影响

【目的】研究棉秆炭炭化条件对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响,为西北干旱区棉花秸秆生物炭在灰漠土土壤上改良和应用提供理论依据。【方法】采用室内恒温培养法,研究棉秆炭定量施入对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响。【结果】添加棉秆炭提高了土壤pH值、电导率和有机碳含量,相比CK处理分别提高了1.48%~2.65%、25.62%~39.61%和54.99%~213.09%;T₄H₀、T₄H₄、T₆H₀、T₆H₂和T₆H₄ 处理土壤微生物量氮较CK处理含量增加了67.73%、9.38%、95.49%、5.21%和6.90%,添加棉秆炭降低了土壤微生物量碳和CEC(T₄H₀除外)27.89%~49.50%和0.08%~5.12%,T₄H₁、T₆H₁、T₆H₄处理提高土壤可溶性有机碳总含量,其他处理降低了土壤可溶性有机碳总含量;随着炭化温度和炭化时间的增长,土壤pH值增加。炭化时间一致,炭化温度升高,降低土壤CEC、有机碳含量,提高土壤微生物量氮、可溶性有机碳含量,炭化处理间炭化时间过短或长(0.5、4 h)提高土壤微生物量碳。炭化温度高时(600℃),炭化时间影响土壤pH值和有机碳含量。【结论】低温短时间(450℃,1 h)制备的棉秆炭对灰漠土理化性质和活性有机碳氮变化影响较好,是较适宜的炭化处理。     

长期施肥对稻田土壤活性有机碳和氮的影响

土壤活性有机碳、氮是土壤有机碳、氮中最活跃的组分,在土壤碳、氮循环过程中具有重要作用。以湖南3个长期定位试验点(桃源、宁乡、桃江)为研究对象,分析测定表层土壤MBC、MBN、DOC、DON,研究长期施肥对土壤活性有机碳、氮(MBC+DOC,MBN+DON)的影响。结果表明,长期施用化肥及配施有机肥均能提高土壤活性有机碳、氮的含量。与对应的无肥处理(CK)相比,长期单施化肥(NPK)使土壤活性有机碳、氮的提高幅度分别为3.3%~21.0%和3.3%~27.1%,长期有机肥施用提高幅度分别为48.7%~84.8%和17.9%~105.8%,且土壤活性有机碳、氮含量随有机肥施用量的提高而增加,3个试验点活性有机碳大小顺序为桃源>宁乡>桃江。土壤活性有机碳与土壤有机碳(SOC)的累积速率呈显著正相关关系(P<0.05),而与SOC的含量关系不大。桃源土壤粘粒含量较高可能是土壤SOC累积速率快的主要原因;宁乡和桃江的粘粒含量和有机碳投入量相差不大,桃江较高的初始SOC水平影响了SOC积累速率;桃源和宁乡试验点的土壤活性氮含量相差不大,约是桃江的1.8倍。与土壤全氮(TN)相比,全氮的积累速率与土壤活性氮的关系更为密切,两者间有极显著的相关关系(P<0.01)。     

土壤活性有机碳的监测及在土地管理中的应用

土壤活性有机碳作为土壤有机碳中比较活跃的化学组分,在陆地碳的循环研究中扮演了非常重要的作用。土壤活性有机碳可用溶解性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFC)、易氧化有机碳(LOC)、土壤微生物生物量碳(SMBC)和潜在可矿化碳(PMC)表示。本文综述了这五种活性有机碳的分组和测定方法,以及活性有机碳对不同施肥措施、不同耕作措施和土地利用方式的响应。表明在不同土地管理措施下,土壤活性有机碳的不同组分均发生相应变化,这对调节土壤养分循环、维持土壤肥力和完善碳循环的动态平衡机制具有十分重要的意义。并展望了今后的研究方向,以期为农业的可持续发展提供科学参考,为土壤养分的高效利用和土地的科学管理奠定基础,为开展有机质的累积与矿化提供依据。     

森林土壤微生物生物量动态变化研究进展

土壤微生物生物量是土壤有机质中最为活跃的部分,它调节着陆地生态系统的生物地球化学过程.不少研究表明,森林土壤微生物生物量具有明显的季节动态变化特征.本文在综合前人研究的基础上,对森林土壤微生物生物量的季节动态变化规律及其影响因子进行了归纳和总结,发现森林土壤微生物生物量的季节波动主要有夏高冬低型、夏低冬高型和干-湿季节交替循环型3种模式,这些变化类型主要与土壤温度、土壤湿度、季节干-湿交替循环或与植物的生长节律等有关.在今后的相关研究中,要加强对森林土壤微生物生物量季节动态变化调控机理的研究,并注重对土壤微生物生物量C 与土壤微生物生物量N、P动态变化的耦合关系的研究.     

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

玉米高产田土壤微生物量碳的肥力特性分析

以松辽平原玉米带高产土壤和平产土壤为研究对象,研究了不同玉米产量土壤微生物量碳的变化特征及其与土壤理化性质、玉米产量的相关性.结果表明:高产培育模式下,土壤微生物量碳、微生物商显著增加;土壤微生物量碳与土壤有机碳、全氮显著正相关(P<0.05),与有效磷、>0.25 mm团聚体数量及平均重量直径极显著正相关(P<0.01),与土壤容重显著负相关(P<0.05),与pH、结构破坏率极显著负相关(P<0.01),与玉米产量极显著正相关(P<0.01).由此可见,土壤微生物量碳是反映玉米高产培育模式下土壤肥力变化的重要指标.     

活性炭和风化煤对设施黄瓜生长、产量和品质的影响

[目的]研究活性炭和风化煤对设施黄瓜生长、产量和品质的影响。[方法]在温室田间状况下,将活性炭和风化煤施于土壤中,观察并测定黄瓜的生长、产量及品质指标。[结果]和对照相比,活性炭和风化煤均能显著提高黄瓜总生物量、蔓长、叶面积指数、叶片数和产量。风化煤能显著增加黄瓜叶片中叶绿素的含量,活性炭能显著提高黄瓜中可溶性蛋白的含量。另外,活性炭和风化煤均能显著降低黄瓜中硝酸盐的含量。[结论]活性炭和风化煤作为设施土壤改良剂均能提高黄瓜产量,改善黄瓜品质。     

生物炭对土壤环境及作物生长影响的研究进展

综述了生物炭（biomass charcoal）特性及其对土壤环境和作物生长的影响。生物炭可提高土壤碳库容量,提高土壤pH值,同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量,减少养分损失,改变土壤微生物丰度及群落,降解土壤污染物等。此外,综述了生物炭对作物的肥效及肥效机理等,在一定范围内,能增加作物生物量和产量,因此生物质炭还田是提高土壤肥力、增加碳封存时间的有效途径。