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作者:胡冬洁;韩融;费花花;郑凯旋;王成杰;张斌;
单位:长安大学水利与环境学院;长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室;长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室;生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护环境污染健康风险评价重点实验室;
摘要:以Zeo(沸石)、Ca(OH)_2、Mon(蒙脱石)以及Mix[Ca(OH)_2和Mon的混合物]为SSBC(污泥生物炭)改性剂,研究300、400、500、600℃热解条件下,不同矿物改性对SSBC的理化性质、固碳能力及稳定性(化学稳定性和热稳定性)的影响。结果表明:Ca(OH)_2改性显著提高了生物炭的碳保留率和稳定性。在相同的热解条件下,Ca-SSBC的碳保留率比SSBC提高了9.10%—21.20%。生物炭的化学稳定性顺序为Ca-SSBC>Mix-SSBC>SSBC>Zeo-SSBC>Mon-SSBC,在300、400、500℃条件下,Ca-SSBC在H_2O_2氧化后碳损失率最低,分别为8.88%、8.97%和6.00%。热质量损失率也有所降低,其大小顺序为SSBC(27.85%)>Mon-SSBC(20.84%)>Zeo-SSBC(20.56%)>Mix-SSBC(18.17%)>Ca-SSBC(16.91%),表明矿物改性提高了生物炭的热稳定性。矿物改性导致含碳官能团增加,促进了CaCO_3的生成,从而增强了固碳能力。研究提出一种有前景的土壤矿物改性生物炭固碳策略。
关键词:生物炭;;矿物改性;;碳保留率;;稳定性;;污水污泥
基金资助:陕西省创新能力支撑计划(2024RS-CXTD-54);; 陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-154)