裂解温度对海南不同材料生物炭理化特性的影响

为探求热带地区生物质在制备生物炭时对温度的响应,以热带地区植物桉树、橡胶树和椰糠为原料,在300、500和700℃下制备成桉树炭(E)、橡胶树炭(RT)和椰糠炭(SC),利用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDS)和傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)等研究不同裂解温度对生物炭的酸碱度、结构及元素组成和含量的影响.结果 表明,随裂解温度升高,3种生物炭的灰分含量和pH均升高,其中300～500℃的增幅(17.60％～27.59％)要明显高于500～700℃(4.97％～10.47％);3种材料生物炭对比,裂解温度为300和500℃时,pH值E＞SC＞RT,温度为700℃时SC＞E＞RT.随温度升高,3种生物炭的产量降低,各温度下,SC的产率明显高于E和RT.C/N对比,各温度条件下均为RT＞E＞SC.SC含有更多的元素,而E和RT的C含量更高.裂解温度在300～500℃时,E和RT的-OH振动峰(3432 cm-1)随温度升高而升高,温度升高至700℃,峰值出现降低;SC在300～700℃内,-OH振动峰随温度升高而升高.波数在1659～1744 cm-1时,E和RT的C=C振动峰在300～500℃时,随温度升高而升高,此时,温度再升高,峰值差异不大,SC在300～700℃内,峰值随温度升高而升高.2800～3000 cm-1,脂肪族的CH3和CH2基团出现,裂解温度高于500℃时,E的振动峰与700℃基本持平,而RT的振动峰在700℃出现了降低.785～880 cm-1波段的吸收峰为芳环C-H弯曲振动,裂解温度高于500℃时,随温度升高,3种原料所形成的振动峰均降低.本研究结果显示,椰糠制备的生物炭其元素组成、表面特征以及官能团与桉树和橡胶树制备的生物炭存在较大差异性,且对裂解温度的响应更敏感.