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摘要
土壤水分是动植物生长发育的基础,而在土壤中添加生物炭可以提高土壤的持水性能.生物炭影响土壤水分的机制除了通过影响土壤结构外,还与生物炭自身的结构和性质有关.本研究分别选取小麦、玉米和水稻秸秆,在300℃、500℃和700℃条件下限氧热解制得生物炭.通过对生物炭元素组成、比表面和红外光谱分析测定,对其表面结构、孔径和表面官能团等理化性质进行了表征,同时用重量法对生物炭的吸湿性进行测定.通过对生物炭理化性质的分析,初步探讨了热解温度对生物炭吸湿性的影响.结果表明,随着热解温度的上升,3种秸秆类生物炭都逐渐向芳构化趋势发展,极性、亲水性逐渐减弱.相同热解温度下玉米秆炭的BET比表面积最大,而微孔体积和平均孔径的大小为稻秆炭>玉米秆炭>麦秆炭.当热解温度升高时,BET比表面积和微孔体积迅速上升,平均孔径则逐渐减小.FTIR图谱表征表明,不同原料制得的生物炭在相同热解温度下的表面官能团种类相近.原料和热解温度对生物炭的吸湿性影响显著,相同热解温度下玉米秆炭的吸湿效果最好,300℃的玉米秆炭可达到的最大吸湿量为5.68%.300℃和700℃的热解温度更有利于生物炭吸收水分.不同的湿度会影响生物炭的吸湿量,300℃的玉米秆炭在70%湿度下的吸湿量要比50%时高2.18%.
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