典型生物炭的亲水和疏水性特征及其影响因素

摘要

为探究生物炭的亲水和疏水特性及其影响因素，以6种不同典型原材料、3种不同热解温度制备的生物炭为研究对象，通过酸碱洗涤和水洗涤方法洗涤生物炭后，采用静滴法和随机森林方法分析不同类型原材料、热解温度和洗涤方法对生物炭接触角的影响及其与生物炭性质的关系。结果表明：1)300℃热解的生物炭接触角>120°，表现为疏水性；700℃热解的生物炭接触角<60°，表现为亲水性；500℃热解的生物炭接触角大小随原材料类型有所差异，其中木屑、稻壳和鸡粪的生物炭接触角>120°，而来自玉米秸秆、牛粪和猪粪的生物炭接触角<60°。2）随机森林分析结果显示，孔体积、溶解性有机碳、比表面积和氢含量与生物炭接触角显著相关。3）随着热解温度的升高，生物炭溶解性有机碳、氢含量降低，孔体积和比表面积增加，导致生物炭从疏水性转变为亲水性。4）酸碱洗涤和水洗涤处理均能降低生物炭的疏水性。综上，低温与高温热解的生物炭分别表现为疏水性与亲水性，水洗涤处理在降低生物炭疏水性方面具有较好的应用潜力。

关键词

生物炭 / 洗涤处理 / 亲水性 / 疏水性

基金资助

国家自然科学基金项目(42207316); 广东省农业科学院低碳农业与碳中和研究中心项目(XTXM202204)