小麦秸秆炭改性活化及其氮磷吸附效应研究

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1、密级：论文编号：中囯农业科学院学位论文小麦秸秆炭改性活化及其氮磷吸附效应研究ModificationandActivationofWheatStrawCharcoalanditsAdsorptionCapacityforNitrogenandPhosphorus博士研究生：李际会指导教师：宋吉青研宄员申请学位类别：工学博士专业：农业水土工程研究方向：土壤改良与新材料培养单位：农业环境与可持续发展研究所研宄生院提交日期：2015年6月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：>/r年Z月1円关于论文使用授权的声明本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，gp:中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。研究生签名：时间：xi*年4月工円导师签名^>时间：yyr年6月2円V中国农业科学院博士学位论文

3、评阅人、答辩委员会签名表论文题目小麦秸秆炭改性活化及其氮磷吸附效应研宄李际土壤改良与新材料论文作者专业农，g土研究方向会工程农业环境与可持续发培养单位（研究所、中心)指导教师宋吉青研究员展研宄所硕（博）姓名职称单位专业签名导师硕导口评博导口硕导□阅博导口人硕导□博导口>答硕导口中国科学院大学辩土壤学胡正义教授主博导口资源与环境学院席硕导口北京林业大学生态学m贺康宁教授博导口水土保持学院篆J—T-硕导口中国矿业大学（北京）农业水黄占斌教授博导口化学与环境学院土工程t^r八答硕导口北京市农林科学院植物营邹国元研究员植物营养与资源研宄所养学博导口¥辩硕导口农业部环境保护科研环境工张克强

4、研宂员博导口监测所.程

5、工程研究方向：土壤改良与新材料培养单位：农业环境与可持续发展研究所研究生院提交日期：2015年6月Secrecy:No.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesDissertationModificationandActivationofWheatStrawCharcoalanditsAdsorptionCapacityforNitrogenandPhosphorusPh.D.Candidate：LIJihuiSupervisor：SONGJiqingMajor：AgriculturalWaterandSoilEngineeringSpecialty

6、:SoilAmendmentandAdvancedMaterialJune2015摘要热裂解作物秸秆所产生的秸秆炭具有较发达的孔隙结构、大的比表面积和含有生物成长所需的各种矿物质，且对某些物质有较强的吸附能力。但秸秆炭表面含有大量负电荷，易与阴离子产生静电互斥，导致对阴离子的吸附能力很小。因此，本研究以小麦秸秆为原材料，通过FeCl3或CaCl2的改性活化，优化制备过程，制备高吸附性能秸秆炭，并寻求最佳制备条件，表征分析秸秆炭相关性质，系统研究其对硝态氮及无机磷的吸附效应。主要结果和结论如下：1、秸秆炭的改性：小麦秸秆先炭化，然后以炭的形式添加化学试剂改性，称之为改性炭。1）单一炭

7、化温度（450℃）秸秆炭的改性。经盐酸活化后，C、N、H含量提高；经FeCl3的改性后，炭中C含量降低；其N2吸附量、比表面积和孔径体积都高于未改性的秸秆炭。3+通过Langmuir方程计算得到最佳改性炭（Fe与秸秆炭质量比0.70）最大吸附氮和磷量分别为2.47和16.58mg/g。改性炭对氮及磷的吸附能力差异较大，与吸附方式、改性试剂、炭化温度等有关。2）不同炭化温度秸秆炭的改性。利用FeCl3和CaCl2改性五种炭化温度下的秸秆炭，吸附氮3+最佳改性炭记为CFe