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生物炭热重分析

本文讨论了生物炭关于其越来越重要的意义,其缺点,与其相关的热重分析以及该领域的任何新发展。

图片来源:worawit senasri/shutterstock.com

近年来,农业行业一直在不断发展,以提高农作物的生产率,重点是提高土壤能力。在许多技术中,发现生物炭有效地提高土壤能力。

什么是生物炭?

生物炭是一种有机材料,是在高温下(约300-1000摄氏度)在没有任何氧气的情况下产生的。该过程称为“热解”,产品包括其元素形式(Biochar)的生物油,气体和80%的碳。

在观察到亚马逊的“ Terra Preta”土壤后,出现了生物炭的使用。这些是亚马逊盆地中发现的高肥沃的人造土壤。发现这些土壤是如此肥沃,以至于它们的成分成为当今农业土壤的基础。

生物炭改善了土壤健康,同时将碳锁定在地面上,因此未释放二氧化碳等有害气体。生物炭的一个积极方面是,任何有机材料都可以使用热解技术转化。一些常用的有机材料包括肥料,木材和植物组亚博网站下载织。

为什么它越来越重要?

多年来,已经发现生物炭在从大气中去除二氧化碳方面非常有效。通过调节酸度,改善水和养分保留能力,改善土壤的整体渗透和充气,从而改善土壤的生物炭改善土壤健康。因此,土壤成为微生物繁殖的自然栖息地。

此外,在这种土壤中生长的植物更自然地抵抗感染,因此受精成本大大降低。许多研究表明,使用生物炭将农作物的作物增加多达四倍。

研究美国化学学会已经表明,使用生物炭和化学肥料将冬小麦的产量提高了25%,而不是单独使用化学施肥。其他研究美国土壤科亚博老虎机网登录学学会已经发现,更换时,生物炭胜过其他肥料。

生物炭的缺点

尽管有很多好处生物炭优惠,但它也有某些缺点。由于使用生物炭会增加土壤的pH值,因此在这种情况下具有高pH值的生物炭可能会导致对土壤的有害影响。

影响生物炭功能的另一个因素是用于开发它的材料的质量。建议任何生物炭都必须是FSC(森林管理委员会)认证。

用于制备生物炭的材料的类型也很重要,因为不同的材料产生了不同化学成分的生物炭。亚博网站下载因此,重要的是要拥有一组提供可持续数量的pH和营养保留能力的材料。亚博网站下载

什么是热重分析?

在化学术语中,热重分析(TGA)是一种用于检查任何材料的热稳定性的分析技术。该过程涉及以恒定速率在高温下加热材料样品,然后监测重量的变化。去除气体副产品后观察到这种重量。

动态TGA是一个过程,使温度随着时间的流逝而连续升高,并记录物质的质量。

静态TGA涉及保持温度恒定并测量质量。执行此过程以检查材料是否可以随着时间的推移承受特定的温度。

为什么需要分析?

通过科学研究,已经发现温度的变化对生物炭的表面温度和热稳定性产生了很大的影响。因此,进行TGA测试提供了对生物炭的热稳定性的了解。

在最近的研究中,涉及确定Arhar作物是否有可能转化为生物炭的潜力,进行了TGA分析。这项研究在卷中发表创新产品设计和智能制造系统。从实验结果中可以确定,当热解温度升高时,由Arhar作物产生的生物炭材料的孔隙率具有很高的孔隙率值。

这项研究得出的结论是,在高温下制备的生物炭材料可提供高热稳定性。亚博网站下载还发现Arhar纤维可用于制备活性碳。此外,在较高的热解温度下制备生物炭具有较高的热电阻。

新研究

由于生物炭提供了大量的好处,因此已经进行了大规模的生物炭田间试验,其中生物炭对土壤修正的影响在不同的作物产量变化中观察到。

2009年成立的特定英国生物炭研究中心,该研究中心由爱丁堡大学的合作支持该领域的多学科研究。根据最近的经济分析,确定在美国东南地区使用Biochar将增加这些地区的农作物产量。

因此,有了这些好处,生物炭有望在土壤富集过程中获得相关性,而热重分析在其使用和开发中起着重要作用。

参考和进一步阅读

Amonette,J.E.,Blanco-Canqui,H.,Hassebrook,C.,Laird,D.A.,Lal,R.,Lehmann,J。和Page-Dumroese,D。(2021)。综合生物炭研究:路线图。土壤和节水杂志,[在线] 76(1),pp.24a29a。可用网址:https://www.jswconline.org/content/76/1/24a[2022年2月9日访问]。

Cybulak,M.,Sokołowska,Z。和Boguta,P。(2021)。生物炭对碳含量以及休耕和草原腐殖酸的化学转化的影响。科学报告,[在线] 11(1),第5698页。可用网址:https://www.nature.com/yabo214articles/S41598-021-85239-W[2022年2月9日访问]。

Om Prakash,M.,Raghavendra,G.,Panchal,M。和Ojha,S。(2020)。在不同的热解温度下制备的Arhar纤维粉的生物炭的热重分析。机械工程中的讲义,第429-437页。

https://www.springerprofessional.de/en/thermogravimetric-analysis-of-biochar-from-arhar-arhar-fiber-powder-pr/17798174

BioChar-Us.org。(n.d。)。生物炭的土壤和水益处|美国生物炭倡议。[在线]可用:https://biochar-us.org/soil-water-benefits-biochar#:~: text = enhanced%20Crop%20yields%E2%80%94%94%20When%20Added

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Aditya Humnabadkar

写的

Aditya Humnabadkar

阿迪亚(Aditya)是一名专职博士生,也是奥姆斯基克(Edge Hill University)的计算机科学领域的研究生助教。亚博老虎机网登录他的领域位于汽车工程领域,正是在自动驾驶汽车和高级驾驶员援助系统(ADAS)领域。他目前正在研究在虚拟环境中自动复制现实世界情景以测试传感器的方法。

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    Humnabadkar,Aditya。2022。生物炭热重分析。Azom,2022年8月8日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=21351。

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