生物炭因可用于解決農(nóng)業(yè)、環(huán)境和能源等人類面臨的生態(tài)安全及可持續(xù)發(fā)展問題,引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。生物炭所具有的多孔結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的吸附能力、抗氧化能力和抗生物分解能力等特性,決定了其應(yīng)用方向及價(jià)值,而生物炭的理化特性受熱解條件和原材料共同影響。目前,有關(guān)農(nóng)作物生物炭理化特性的研究相對(duì)較少且不全面。吸水特性一方面可表征生物炭的理化特性,另一方面又能反映其在土壤中的應(yīng)用特性。雖然生物炭吸水特性及對(duì)土壤水分特性的影響已有初步研究,但生物炭吸水特性影響因素及機(jī)制還不明確。因此,對(duì)生物炭理化特性及吸水特性進(jìn)行深入系統(tǒng)研究對(duì)其生產(chǎn)及利用具有更好的指導(dǎo)作用和參考依據(jù)。鑒于此,本文在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“生物炭與土壤混合體系中重金屬運(yùn)移與固定機(jī)制研究”的資助下,研究了熱解溫度和生物質(zhì)原材料對(duì)生物炭理化特性的影響及作用機(jī)制,并通過聚類分析方法探究了生物炭理化特性的差異,在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)深入研究生物炭平衡含水量變化規(guī)律和吸水過程作用機(jī)理,最后探索了生物炭對(duì)土壤理化特性及吸水特性的影響效果。首先,采用管式爐固定床與紅外分析儀等結(jié)合研究了熱解過程中稻殼炭和麥稈炭理化特性的演變機(jī)理,系統(tǒng)分析了熱解溫度對(duì)稻殼炭... 

【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 生物炭的制備及影響因素
    1.3 生物炭特性
    1.4 生物炭利用的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究目的及主要內(nèi)容
2 熱解過程中生物炭化學(xué)結(jié)構(gòu)演變機(jī)制
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 熱解溫度對(duì)生物炭的化學(xué)特性的影響
    2.4 熱解過程中生物炭官能團(tuán)結(jié)構(gòu)演變機(jī)制
    2.5 原材料對(duì)生物炭的化學(xué)特性的影響
    2.6 生物炭化學(xué)特性影響因素作用機(jī)制
    2.7 本章小結(jié)
3 熱解過程中生物炭物理結(jié)構(gòu)演變機(jī)制
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 熱解溫度對(duì)生物炭物理結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 原材料對(duì)生物炭物理結(jié)構(gòu)的影響
    3.5 生物炭物理特性影響因素作用機(jī)制
    3.6 生物炭理化特性聚類分析
    3.7 本章小結(jié)
4 生物炭平衡含水量影響因素研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法
    4.3 生物炭平衡含水量變化規(guī)律
    4.4 生物炭平衡含水量模型分析
    4.5 生物炭平衡含水量響應(yīng)面分析
    4.6 生物炭理化特性對(duì)其平衡含水量影響機(jī)制
    4.7 生物炭平衡含水量影響因素敏感性分析
    4.8 本章小結(jié)
5 生物炭的吸水特性及作用機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法
    5.3 生物炭吸水過程特性
    5.4 生物炭吸水動(dòng)力學(xué)分析
    5.5 生物炭吸水過程作用機(jī)理
    5.6 本章小結(jié)
6 生物炭對(duì)土壤水分及可溶性物質(zhì)影響研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)樣品與方法
    6.3 生物炭對(duì)土壤結(jié)構(gòu)特性的影響
    6.4 生物炭對(duì)土壤水分特性的影響規(guī)律
    6.5 含炭土樣理化特性對(duì)其含水量的作用機(jī)制
    6.6 生物炭對(duì)土壤可溶性物質(zhì)遷移特性的影響
    6.7 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)及展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 本文創(chuàng)新與特色
    7.3 建議及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要論文
附錄2 攻讀博士期間參與的課題研究


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同生物炭施加量的土壤水分入滲及其分布特性[J]. 王艷陽(yáng),魏永霞,孫繼鵬,張雨鳳.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]生物炭對(duì)沙質(zhì)土水分蒸發(fā)和導(dǎo)水率的影響（英文）[J]. ZHANG Jun,CHEN Qun,YOU Changfu.  Pedosphere. 2016(02)
[3]生物質(zhì)直燃系統(tǒng)的能耗分析和溫室氣體排放[J]. 陳德民,柳鋒,楊晴,韓菲,林貴英,陳漢平.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(03)
[4]生物質(zhì)熱解過程中堿及堿土金屬遷徙規(guī)律研究[J]. 杜勝磊,楊海平,錢柯貞,姚丁丁,王賢華,陳漢平.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(26)
[5]農(nóng)作物秸稈熱解多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 劉標(biāo),陳應(yīng)泉,何濤,楊海平,王賢華,陳漢平.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[6]Application of activated carbon derived from scrap tires for adsorption of Rhodamine B[J]. Li Li 1 , Shuangxi Liu 1, Tan Zhu 2 1. Institute of New Catalytic Materials Science, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China. 2. College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300071, China.  Journal of Environmental Sciences. 2010(08)
[7]熱解過程中玉米稈顆粒孔隙結(jié)構(gòu)的演化[J]. 付鵬,孫路石,胡松,向軍,楊濤,陳巧巧,張軍營(yíng).  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(35)

博士論文
[1]生物炭在黃土高原典型土壤中的改良作用[D]. 劉祥宏.中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心） 2013
[2]蘆竹生物炭對(duì)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的影響[D]. 鄭浩.中國(guó)海洋大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3719443