生物炭理化性質(zhì)研究是所有生物炭研究工作的基礎(chǔ),同時也是生物炭理論研究工作的核心。眾所周知,生物質(zhì)原料種類和炭化工藝的不同將導(dǎo)致生物炭理化性質(zhì)產(chǎn)生較大的差異。因此,本研究以玉米秸稈、花生殼、松木屑等31種農(nóng)林業(yè)廢棄生物質(zhì)為原料,在不同的炭化工藝條件下,制備出274種理化性質(zhì)不同的生物炭,并采用國際生物炭研究組織(IBI)推薦的一套生物炭標(biāo)準(zhǔn)測試方法(Standardized Product Definition and Product Testing Guidelines for Biochar That Is Used in Soil 2.0)分析新鮮生物炭的元素組成、pH、灰分含量等理化性質(zhì),構(gòu)建生物炭理化性質(zhì)數(shù)據(jù)庫,進(jìn)而對生物質(zhì)原料種類、炭化工藝對生物炭理化性質(zhì)的影響機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。為根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求選擇和設(shè)計(jì)生物炭提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下:生物質(zhì)炭化后外觀顏色變深,體積出現(xiàn)非比例收縮,內(nèi)部呈對稱的多孔結(jié)構(gòu),生物質(zhì)細(xì)胞壁多層結(jié)構(gòu)消失。生物炭特有的形貌結(jié)構(gòu)特征是用于鑒別生物炭及其類似物的主要依據(jù)。生物炭的產(chǎn)炭率分布范圍為22.83%～96.97%,平均值為40.66%。為達(dá)...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 生物質(zhì)廢棄物資源化利用
        1.1.1 生物質(zhì)廢棄物主要來源
        1.1.2 國內(nèi)外生物質(zhì)廢棄物資源化利用現(xiàn)狀
    1.2 生物炭研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物炭的起源
        1.2.2 生物炭的定義
        1.2.3 生物炭的結(jié)構(gòu)
        1.2.4 生物炭的性質(zhì)
        1.2.5 生物炭的分類
        1.2.6 生物炭的應(yīng)用
    1.3 研究目的及意義
第二章 原料種類、炭化工藝參數(shù)對生物炭形貌結(jié)構(gòu)特征的影響
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.2 試驗(yàn)材料
        2.2.3 生物炭的制備方法
        2.2.4 生物炭微觀結(jié)構(gòu)的表征方法
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 不同原料種類、炭化工藝參數(shù)制備生物炭外觀形貌的特征
        2.3.2 雙子葉植物基生物炭的微觀解剖結(jié)構(gòu)
        2.3.3 禾本科植物基生物炭的微觀結(jié)構(gòu)
        2.3.4 裸子植物基生物炭的微觀結(jié)構(gòu)
    2.4 討論
    2.5 小結(jié)
第三章 原料種類、炭化工藝參數(shù)對生物炭理化性質(zhì)的影響
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗(yàn)材料
        3.2.2 生物炭的制備方法
        3.2.3 生物質(zhì)化學(xué)組成分析方法
        3.2.4 生物炭基礎(chǔ)性質(zhì)的表征方法
        3.2.5 數(shù)據(jù)分析
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 生物質(zhì)原料的化學(xué)組成分析
        3.3.2 不同生物質(zhì)原料種類、炭化工藝參數(shù)制備生物炭的產(chǎn)炭率
        3.3.3 不同生物質(zhì)來源、炭化工藝制備生物炭的工業(yè)分析
        3.3.4 不同生物質(zhì)來源、炭化工藝制備生物炭的酸堿度
        3.3.5 不同生物質(zhì)來源、炭化工藝制備生物炭的元素組成
        3.3.6 不同生物質(zhì)來源、炭化工藝制備生物炭的速效養(yǎng)分
    3.4 討論
        3.4.1 生物炭的產(chǎn)炭率
        3.4.2 生物炭的酸堿度
        3.4.3 生物炭的元素組成
        3.4.4 生物炭的養(yǎng)分含量
        3.4.5 綜合討論
    3.5 小結(jié)
第四章 原料種類、炭化工藝參數(shù)對生物炭穩(wěn)定性的影響
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
    4.3 生物炭的穩(wěn)定性評價
        4.3.1 H/C、O/C摩爾比評價生物炭的芳香性
        4.3.2 O/Corg摩爾比評價生物炭穩(wěn)定性
        4.3.3 H/C摩爾比評價生物炭穩(wěn)定性
    4.4 討論
    4.5 小結(jié)
第五章 原料種類、炭化工藝參數(shù)對生物炭安全性的影響
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗(yàn)材料
        5.2.2 生物炭的制備
        5.2.3 生物炭中重金屬和多環(huán)芳烴(PAHs)含量的測定方法
    5.3 生物炭的安全性評價
        5.3.1 生物炭中重金屬含量與生物炭的安全性
        5.3.2 生物炭中多環(huán)芳烴(PAHs)含量與生物炭的安全性
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
第六章 研究結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的文章



本文編號：3843803