生物炭的制备改性及其环境效应研究进展.docx

摘要生物炭是生物质材料在隔绝空气的条件下经高温热解或者水热碳化法得到的富碳物质，在可持续能源、农业土壤改良和环境修复等方面应用广泛.本文对生物炭的制备及改性，生物炭改善土壤质量、去除环境中污染物等进行，并对生物炭的研究前景和方向进行展望，旨在为生物炭的进一步研究和应用提供参考.关键词生物炭；环境效应；应用；改性；展望ProgressesofPreparation，ModificationandEnvironmentalBehaviorofBiocharZHONGXiao-xiaoa，WANGTaoa，YUANWen-lia，LIUYong-honga，b*，ZHUJunb，FUQing-lingb，HUHong-qingb（a.CollegeofScience，b.CollegeofResourcesandEnvironment，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070，China）AbstractBiocharisakindofcarbon-richsubstanceswhichareobtainedfromallbiomassatthehigh-temperaturepyrolysisunderoxygen-limitedconditionsorhydrothermalcarbonization.Ithasbeenwidelyappliedinsustainableenergy，agriculturalsoilimprovementandenvironmentalrestoration.Inthispaper，wereviewthepreparationofbiocharanddifferentmodificationmethods，soilqualityimprovementandpollutantsremoval.Furthermore，wediscussthecoreissuestobeaddressedintheprospectiveandfurtherstudiesofbiochar.Thisworkshouldshedlightsonthebasicunderstandingofthetheoreticfoundationforthebiocharresearchanditsfutureapplications.Keywordsbiochar；environmentaleffect；application；modification；perspective本文对近些年文献中生物炭的不同制备和改性方法、生物炭及其改性材料对环境污染物的处理、生物炭对土壤质量的影响等进行，并分析了今后生物炭研究的前景和方向，旨在对生物炭的后期研究提供借鉴，为生物炭技术的推广及实际应用提供参考.1生物炭的制备与改性1.1生物炭的制备由生物质原料制备生物炭的方法主要有热解法和水热碳化法，其中热解法又可分为慢速热解、快速热解和高温限氧气化法[2，10-11].慢速热解法是生物炭制备文献中最常见的一种方法，通常在20～100℃·min-1的速率下热解，最高温度在600℃以内，得到气、液、固三相热解产物.快速热解法是在100～1000℃·s-1的速率下快速热解，最高温度控制在650℃以内，得到固体生物炭和液体油为主.高温限氧气化法是在高温（800～1400℃）和限氧的条件下将含碳生物质转化为CO和H2，以及部分固体生物炭，其主要产物是气体.水热碳化法是将富碳生物质在一定温度（160～220℃，300～350℃）的水中，在一定压力（12～20MPa）的条件下保持一定时间而得到的含碳[11]，这种制备生物炭的方法并不常见.此外还有微波热解法制备生物炭，该方法是将含有一定水分的生物质原料慢速热解得到大颗粒生物炭[10].这几种制备方法因为热解、热解方式、热解温度等不同，得到的生物炭性质有较大的差异.