吴明铂,郑经堂,郭 宁,李士斌,滕传亮

(中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,山东东营,257061)

作为一个农业大国,我国生物质及其废弃物(秸秆、木屑、果壳等)资源非常丰富。长期以来,生物质废弃物(biomass waste,BW)主要被用作家庭燃料、动物饲料或被埋到耕地里作为肥料,有时甚至被直接焚烧掉,其热值利用率低且污染环境[1]。如何实现生物质废弃物的高效、高附加值利用是一个值得研究的重要课题。最近已有利用秸秆等制备固体燃料和燃烧发电的报道,但秸秆燃烧热值较低,从而制约了该利用途径的进一步发展。

生物质经炭化和活化所得炭材料可用于环境净化,因此被称为生态炭。生态炭可产生远红外线和负离子,具有蓄热保暖、调湿等多种功能,在服装界有“黑钻石”的美誉。近年来,生态炭在空气净化、水处理等环保领域的应用亦得到了长足发展。与矿物燃料相比,BW挥发分含量高,硫、氮含量低,灰分少,研究人员以BW为原料已制备出活性炭、炭分子筛、超级活性炭等不同种类、不同等级的生态炭[2-9]。但这些生态炭大多为粉状,其强度差、密度小,且收率低,从而限制了生态炭的大规模工业化生产和应用。目前,常采用添加黏结剂的方法来提高生态炭的强度和密度[10-12],其工艺相对复杂、成本较高,黏结剂还会堵塞基体中的部分孔隙而导致生态炭比表面积降低,影响生态炭的吸附性能。Antal等[13]通过单纯增加环境气压的方法来提高生态炭的收率,但其提高幅度有限。……