近年來,通過生物質(如木質纖維素)的催化熱裂解反應制備生物炭/粘土復合材料是科研人員開發(fā)利用可再生資源的主要途徑之一。然而,由于生物質本身復雜的組成,導致其炭化效率低下,能耗較大,產品得率較低。蒙脫土(MMT)作為一種多化學特性的粘土礦物,可以催化轉化生物質在較低溫度下充分炭化并生成多孔結構的碳復合材料。此外,生物質炭具有高度穩(wěn)定性和較強的養(yǎng)分吸附持留特性,結合蒙脫土的吸附特性,可以用來制備緩釋肥。因此,本文采用竹粉作為生物質原料,按一定比例與蒙脫土混合,進行低溫熱解實驗,制備生物炭/蒙脫土復合材料(BMCs),研究低溫熱解條件(300-500℃)下溫度對材料的結構、炭化程度、重量產率的影響。所得樣品采用X射線衍射(XRD)、傅立葉轉換紅外光譜(FT-IR)、微分熱重分析(DTG)、掃描電鏡(SEM)、N2等溫吸附脫附(BET)、元素分析等技術進行表征,分析產物的結構性能。并采用TFC-203型智能土肥養(yǎng)分綜合測試儀探究BMC對氮、磷、鉀三種肥料的緩釋性能。實驗結果表明:(1)層間距d001隨著溫度的升高而減小,證明層間水失去;300℃下制備的BMC在1608cm^-1

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 生物炭的性質和制備
        1.1.1 生物炭的性質
        1.1.2 生物炭的制備
    1.2 生物炭的應用
        1.2.1 生物炭在農業(yè)上的應用
        1.2.2 生物炭在環(huán)境上的應用
        1.2.3 生物炭在能源上的應用
    1.3 蒙脫土的結構和理化性質
        1.3.1 蒙脫土的結構
        1.3.2 蒙脫土的理化性質
    1.4 生物炭復合材料的研究進展
        1.4.1 生物炭復合材料的國內研究進展
        1.4.2 生物炭復合材料的國外研究進展
    1.5 課題研究目的和內容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗儀器和藥品
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 材料的表征手段
        2.2.1 傅立葉轉換紅外線光譜(FT-IR)
        2.2.2 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.3 微分熱重分析(DTG)
        2.2.4 掃描電境(SEM)
        2.2.5 N₂等溫吸附脫附(BET)
    2.3 產率及pH值的測定
    2.4 吸附性能的測定
    2.5 緩釋性能的測定
第三章 竹質生物炭/蒙脫土復合材料
    3.1 生物炭/蒙脫土復合材料的制備及表征
        3.1.1 生物炭/蒙脫土復合材料的制備
        3.1.2 生物炭/蒙脫土復合材料的表征
    3.2 結果與討論
        3.2.1 蒙脫土催化生物炭低溫炭化
        3.2.2 溫度對生物炭/蒙脫土復合材料產率及結構的影響
        3.2.3 生物炭的元素分析
        3.2.4 生物炭/蒙脫土復合材料的SEM分析
        3.2.5 生物炭/蒙脫土復合材料的DTG分析
        3.2.6 生物炭/蒙脫土復合材料的N₂等溫吸附-脫附分析
    3.3 本章小結
第四章 竹質生物炭/蒙脫土復合材料用于緩釋肥的性能研究
    4.1 復合緩釋肥的制備
        4.1.1 浸漬法
        4.1.2 摻混法
    4.2 結果與討論
        4.2.1 浸漬法制備的復合緩釋肥料
        4.2.2 摻混法制備的復合緩釋肥料
        4.2.3 吸附曲線擬合和吸附機理研究
        4.2.4 溫度對緩釋能力的影響
        4.2.5 原料配比對緩釋能力的影響
    4.3 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3791547