中国环境科学

作者：李琪瑞, 许晨阳, 耿增超, 王春丽, 王强, 李倩倩

单位：西北农林科技大学资源环境学院, 陕西 杨凌 712100;中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境重点实验室, 北京 100081

关键词：纳米生物炭,球磨法,高速离心法,水稳性

基金：陕西省自然科学基金资助项目（2018JQ4005）；陕西省重点研发计划（2018NY-094）；农业部农业环境重点实验室开放基金（K4030217149）

本研究以常见农林废弃物—果木枝条、玉米秸秆和花生秸秆为原料，在350~550℃条件下热解制得五种本体生物炭；采用离心法、球磨法、球磨+离心法3种方法提取纳米生物炭，进而对本体生物炭和纳米生物炭的比表面积、元素含量、矿物组成和表面化学性质等进行比较，以探究物料来源、热解温度和制备方法对纳米生物炭性质及稳定性的影响.与本体生物炭相比，球磨法制得的纳米生物炭比表面积增大1.36~6.94倍，但产物未达到纳米颗粒级别，且在水体中稳定性较弱；球磨+离心法制得的纳米生物炭直径为70.06~103.43nm，在水体中稳定性强；离心法制备的纳米生物炭各项指标均不如其他两种方法.纳米生物炭的产率为2.27%~34.80%，且产率随温度的升高而降低.与本体生物炭相比，纳米生物炭含有更多的羟基等含氧官能团和更少的脂肪碳链.与果木枝条制备的纳米生物炭相比，玉米秸秆和花生秸秆来源的纳米生物炭产率高，但水稳性较差，易发生凝聚.果木枝条来源的纳米生物炭碳酸盐等碱性矿物含量丰富，且由于颗粒表面含氧官能团数量多而zeta电位绝对值高，悬液可以稳定分散.不同方法制备得到的纳米生物炭优缺点各异：球磨法制得的纳米生物炭比表面积更大；球磨+离心法制备的玉米和花生秸秆纳米生物炭的产率更高；低温热解果木炭提取的纳米生物炭水稳性更强.

来源：2020年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

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