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摘要
为明确不同自然环境过程(氧化还原、降雨、光照)对生物炭的老化作用及其对重金属吸附能力的影响，该研究以不同温度(200、500℃)和气氛(O2、N2)下热解的小麦秸秆生物炭为研究对象，采用化学氧化、干湿交替、紫外光照氧化3种人工老化方法模拟生物炭在自然环境中的老化过程，并分析老化作用对生物炭理化性质及镉(Cd)吸附能力的影响。结果表明：与初始生物炭相比，老化作用使生物炭表面破碎，孔隙结构增多，提高了生物炭比表面积。干湿交替老化使低温生物炭的比表面积增大0.85倍，而经过化学氧化后的低温生物炭、高温生物炭比表面积分别增大8.81、0.37倍。老化过程使生物炭的官能团种类减少，且含氧官能团数量发生不同程度的变化，其中化学氧化使羧基、内酯基等含氧官能团增多，而干湿交替及紫外光照老化主要引起含氧官能团数量的减少。此外，热重分析结果表明化学氧化使低温生物炭热稳定性降低，经过不同方式老化后的高温生物炭热稳定性均增强。化学氧化、紫外光照、干湿交替3种老化处理均可提高低温类和高温类生物炭的吸附能力，Cd2+吸附量分别提高498.95%～799.36%、436.10%～768.43%、35.53%～128.10%。因此，生物炭实际应用时需综合考虑其环境过程、特性变化以及目标污染物种类，以促进生物炭环境应用的长远发展。
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