马雪琦 王仁君 陈峻峰

（曲阜师范大学生命科学学院，山东曲阜 273165）

1 引言

生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质，在缺氧条件下将生物质进行高温处理，挥发掉其中的油和气，剩余物质即为生物炭，其组成元素为C，H，O，N。具有以下几个特点：一是生物炭含碳量极高，全碳含量在30%～90%之间。二是生物炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，生物炭比表面积大多在0～520 m2/g 之间，这使其具有吸附重金属、降低土壤密度和成为土壤微生物栖息地的性能。三是生物炭pH 通常呈碱性，其值范围在5～12，平均为9.15。生物炭内部含有丰富的官能团，因而具有吸附土壤中的氢离子并改良酸性土壤的能力。生物炭的吸附能力取决于在不同条件下制备的材料理化性质的差异，已有研究表明，生物炭制备过程中采用不同原料、不同裂解温度和pH 值均会对产物的比表面积、孔径大小及官能团结构产生影响。

目前，用于生物炭制备的材料来源较为广泛，主要包括农业废弃物，如稻秆、麦秆、棉秆、核桃壳及草类等；林业废弃物，如松木、棕榈废弃物、梧桐树、竹子、桉树等；禽畜垃圾，如猪粪、牛粪等；城市污水污泥等。将以上固体废弃物应用于生物炭的制备，不仅可以减少垃圾的产生，而且可以实现资源再利用，使其作为一种吸附材料应用于环境治理当中。

2 生物炭的制备及影响因素

2.1 生物炭的制备

根据生物质炭化过程中的升温速率及其在最高温度时保留时间的差异，可以将生物质热解方式大致分为慢速热解、快速热解、气化热解和水热碳化。……