炭化温度对沙蒿生物炭形貌特征和化学性质的影响

沙蒿是半灌木典型沙生植物，作为制炭物料具有其特殊性，而炭化温度决定生物炭形貌特征和化学性质。通过无氧炭化法制备了不同温度(300~900℃)的沙蒿生物炭，研究了炭化温度对沙蒿生物炭形貌特征、表面官能团种类、产率变化和有机组分含量的影响。结果表明：生物炭孔径随着炭化温度的升高而增大，700℃以后生物炭结构有一定程度的破坏；生物质炭化后c–o–c、–cooh、–ch3、–ch2、–oh和c=o逐渐消失；生物炭产率随着炭化温度的升高而降低，尤其是从300℃升高至400℃产率降低最为明显，这与纤维素及半纤维素的分解有直接关系；生物炭中有机组分的c元素含量增加，由701.7g/kg增加到899.3g/kg，增加了197.6g/kg；而h、o和n元素含量则逐渐降低，分别降低了21.4、171.8和6.6g/kg；生物炭中有机组分的原子比h/c、o/c和(n+o)/c?都逐渐减小。总之，生物质升温炭化过程中，炭化温度与生物炭孔径及有机组分的c元素含量呈正相关关系而与生物炭产率、生物炭中有机组分的h、o和n元素含量呈负相关关系，低温和中温炭化时生物炭保留原有的骨架结构，而高温时对其有一定程度的破坏作用，沙蒿生物质含有丰富的官能团，升温裂解过程中多数官能团消失，无机组分si–o–si?得以保留，此外，生物质升温裂解是一个芳香性逐渐增强，亲水性和极性逐渐减弱的过程。