生物炭制备方法及其应用的研究进展第47卷第7期2022年4月广州化工GuangzhouChemicalIndustryVol.47No.7Apr.2022生物炭制备方法及其应用的研究进展*李佳燕,陈兰,喻婕,戴智强,张震,王娜(天津中医药大学中药制药工程学院,天津301617)摘要:生物炭作为一种绿色环保,廉价易得的新型功能材料,具有比表面积大,孔隙结构致密,来源广泛,环境友好等优点三通过对生物炭制备方法的分类与总结,对比不同制备方法的优缺点,为生物炭制备过程的改进提供技术支持三通过对生物炭的应用进行总结与分析,为其在农业生产二环境保护二能源化工等领域的广泛应用提供理论与实践依据三关键词:生物炭;制备方法;改性;土壤修复;污水处理;大气污染中图分类号:X705文献标志码:A文章编号:1011-9677(2022)07-0022-04*基金项目:天津中医药大学校大学生科技创新基金资助项目(CXJJ2022YC19)三第一作者:李佳燕(11018-),女,本科生三通讯作者:王娜(11013-),女,讲师,研究方向为中药废弃物的再利用三ResearchProgressonPreparationMethodsandApplicationsofBiochar*LIJia-yan,CHENLan,YUJie,DAIZhi-qiang,ZHANGZhen,WANGNa(CollegeofPharmaceuticalEngineeringofTraditionalChineseMedicine,TianjinUniversityofTraditionalChineseMedicine,Tianjin301617,China)Abstract:Biochar,asanewkindofgreenandenvironmentallyfriendlyfunctionalmaterial,hastheadvantagesoflowcost,widesources,largespecificsurfaceareaanddenseporestructure.Throughtheclassificationandsummaryofbiocharpreparationmethods,theadvantagesanddisadvantagesofdifferentpreparationmethodswerecompared,whichprovidedtechnicalsupportfortheimprovementofbiocharpreparationprocess.Theapplicationofbiocharwassummarizedandanalyzed,whichprovidedtheoreticalandpracticalbasisforitswideapplicationinagriculturalproduction,environmentalprotection,energyandchemicalindustry.Keywords:biochar;preparationmethod;modification;soilremediation;sewagedisposal;airpollution生物炭是生物质在低氧或缺氧条件下,通过高温裂解碳化,形成的高度芳香化二富含碳的多孔颗粒固体[1]三生物炭的多孔结构,可以稳定地将碳元素固定长达数百年,矿化后碳元素在环境中很难再分解三制备生物炭的原料主要是制药二造纸二农产品加工等行业产生的废弃物三将这些废弃物加工制备成生物炭,并应用到农业二环保二化工二制药等领域,可以实现废弃物的高值利用,从而有效减少资源浪费,具有重要的实际意义和研究价值三1生物炭的制备生物质主要由纤维素二半纤维素和木质素组成三生物炭的制备是生物质发生热裂解,由大分子转变为小分子的过程三其中伴随有脂肪烃脱水缩聚形成芳香环,羟基二羧基等极性官能团脱除的过程三根据制备过程中生物质的热解温度二升温速率以及加热介质的不同,生物炭的制备方法可分为:慢速热解二快速热解二气化热解二水热炭化以及微波热裂解法[1-2]三1.1慢速热解慢速热解法也称为传统炭化法,是指生物质以一个相对较低的速率加热,经过较长的热解时间制备生物炭的过程三慢速热解法对设备条件要求不高,反应条件较为温和,在固定床或移动床上就可以进行反应,通过普通的马弗炉控制温度就可以实现生产三Xiao等[3]以氮气为保护气,以稻秆为原料,在马弗炉内制备生物炭三在升温速率为5℃/min的条件下,他们考察了反应温度对产物的影响三结果表明,当反应温度为150℃时,生物炭的产率最高为93.9%三随着炭化温度的升高,生物炭的产率逐渐下降,其灰分含量逐渐升高,pH值增大,芳香化程度明显增高,微孔结构更加完善三李敏等[4]分别在窑式二固定床和移动床三种设备中进行了生物炭的制备过程,考察不同反应温度及风量条件对热解过程的影响三结果表明,产物的分布和特性与反应器的种类有关,而热解炭化制备生物炭的关键因素是温度与风量三1.2快速热解快速热解法是生物质在无氧或限氧条件下快速(103~104℃/s,)加热到较高反应温度(常压下500℃左右),从而使生物质大分子发生热解转化,生成气体小分子二挥发分以及焦油等产物的过程三该过程通常在流化床中进行三与慢速热解法相比,快速热解的升温速...