枸杞枝条生物炭的制备工艺研究及性能表征文献综述
2020-05-05 16:48:41
生物炭的制备研究进展 我国是农业大国,拥有丰富的生物质资源,通常生物质资源加工后的废弃物无法进行回收和利用,造成资源浪费,甚至会带来环境污染,例如就地焚烧秸秆会使温室效应加剧[1]。
为了解决资源浪费及环境污染问题,生物炭应用而生。
生物炭是包含C、H、O、N等元素及其所构成的多样性基团的一种固体材料,该固体材料通常由废弃生物质在低温限氧条件下热解炭化产生。
该固体材料的特点是多孔,比表面积大,表面带有大量负电荷,元素和表面基团丰富,具有吸附,储能,导电、催化等特性。
制备生物炭的原料通常为富含纤维素、半纤维素、木质素的木科植物(坚果壳,杉木等)或禾科植物废弃物(水稻壳、玉米芯、小麦秸秆等),这些植物中的三素含量分布通常为纤维素木质素半纤维素。
而枸杞枝条中三素含量略有差异,经检测,本课题所要研究的枸杞枝条三素含量分别为28.97%、31.485%、17.05%,表现为木质素纤维素半纤维素,低温氧化活化相关研究表明木质素含量高的生物质更有利于介孔的形成,因此,利用枸杞枝条制备生物炭拥有较高的开发潜能和良好的应用前景。
1.生物炭的制备 在生物炭研究的初期阶段,制备生物炭主要有两种方法:高温裂解和水热炭化,其中,高温裂解又称为限氧炭化,是将生物材料置于高温且惰性气体环境下,并对裂解速率和时间进行调控的一种炭化技术[2]。
根据热解过程中的加热速率,高温裂解又可分为快速裂解和慢速裂解。
由于较快的反应速率,快速裂解更多地被采用[3]。
水热炭化通常在水温250-374℃,压力4-22MPa的条件下进行[4]。