面向农业应用的不同热解温度对Eragrostis tef秸秆制备生物炭性质变化的评估

《Scientific Reports》：Evaluation of change in biochar properties derived from Eragrostis tef straw and pyrolysis temperature for agricultural application

　　

摘要

本研究探讨了巨黍秸秆（ETS）的潜在用途，该秸秆是埃塞俄比亚和东非地区最常见的农业废弃物之一，通常被丢弃并造成环境污染。顺应废物资源化利用的理念，我们探索了通过热解法制备的巨黍秸秆生物炭在农业应用方面的适用性。在400、500和600°C条件下获得巨黍秸秆生物炭（TSB），并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线能谱（EDX）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其进行表征分析。研究发现，热解温度会影响生物炭的表面微观结构和理化性质。综合考虑比表面积变化、灰分含量、能耗、生物炭产率以及预期应用目标，选取500°C为最佳热解温度。巨黍秸秆的Brunauer-Emmett-Teller（BET）比表面积从2.6 m2/g增加至500°C时的最大值18.4 m2/g，而400°C和600°C分别对应的比表面积为11.1 m2/g和17.4 m2/g。在该温度下，相比600°C等其他热解温度，其具有更高的比表面积、更高的生物炭产率、更低的能耗和更低的灰分含量。本研究结果表明，在500°C的最佳温度下将ETS转化为TSB更适合农业使用，并有助于推动循环经济。因此，未来的研究应聚焦于实际应用。