热解条件对生物炭性质和氮、磷吸附性能的影响

以橡木为原料,在不同的热解终温、升温速率和恒温时间下制备生物炭.对生物炭产率、pH、元素组分、工业组分、比表面积、红外光谱等理化特征进行分析,并考察生物炭对水溶液体系中NO3--N、NH4+-N、PO43--P的吸附性能.结果表明:生物炭的产率受热解终温影响最大(极差:54.57%),恒温时间次之(极差:1.16%),升温速率最小(极差:0.42%).随热解终温、升温速率和恒温时间的增加,所得生物炭的pH和C含量增加,而H和O含量降低.热解终温对生物炭表面官能团影响较大,升温速率和恒温时间基本无影响.生物炭对氮、磷的吸附性能主要受热解终温影响.NO3--N的吸附量最大可达2.80 mg · g-1(600 ℃),且随热解终温的升高呈指数增加.比表面积、表面碱性官能团和表面金属氧化物与NO3--N吸附有关.随热解终温的增加,NH4+-N吸附量降低,最大吸附量为3.12 mg · g-1(300 ℃).阳离子交换量(CEC)是影响NH4+-N吸附的主要因素.PO43--P吸附量随热解终温的增加呈先增后减的趋势(在500 ℃达到最大,为9.75 mg · g-1),且吸附过程主要受生物炭表面碱性官能团和表面金属氧化物的影响