不同热解温度泡桐生物炭孔隙结构及其差异

摘要

为探究泡桐生物炭的特征,评价其不同剩余物的炭化利用潜力,以泡桐3种剩余物(树皮、去皮枝条和树叶)为原料,在3个热解终点温度(300、500和700°C)下分别炭化2 h制备生物炭,通过热重分析和比表面及孔径分析,探讨泡桐生物炭的炭化热解过程和孔隙结构特征.结果表明,3种泡桐原料的热解过程呈现相似的趋势并存在3个阶段,分别为初始温度至150°C的水分蒸发阶段,150～500°C的快速热解阶段,500°C以上平缓热解阶段,3种原料的失重速率约在350°C达到峰值;随热解温度的升高,泡桐生物炭产率不断下降,各温度下去皮枝条炭的产率最低;泡桐生物炭的吸附等温线均经历了由Ⅲ类回滞环H3型转变为Ⅱ类回滞环H4型的过程;比表面积由1.5157～3.3518 m2·g-1升至95.0566～512.5380 m2·g-1,平均孔径由12.2919～22.9597 nm降至2.4022～2.7689 nm,微孔占比由0％提升至10％以上;在较高热解温度下,泡桐生物炭孔隙结构更加复杂,分形维数趋近于3,孔道表面更加粗糙.