生物質炭是由富含碳的生物質在無氧或缺氧條件下經熱化學轉化生成的一種具有高度芳香化、富含碳素的多孔固體顆粒物質。它含有大量的碳和植物營養物質,具有豐富的孔隙結構、較大的比表面積,且表面含有較多的含氧活性基團,是一種多功能材料。
生物炭跟一般的木炭一樣是生物質能原料經熱裂解之后的產物,其主要的成分是碳分子。因為對亞馬遜黑土的研究,讓科學家開始對生物炭發生興趣。在日本,在農業上使用生物炭也有長久的歷史。近年因為排放二氧化碳、一氧化二氮及甲烷等溫室氣體造成氣候變遷影響,讓科學家開始重視生物炭之運用,因為它有助于借由生物炭封存的方式,捕捉與清除大氣中的溫室氣體,將它轉化成非常穩定的形式,并儲存在土壤中達數千年之久。
農業領域的應用潛力。生物質炭在農業領域的應用潛力巨大。它可以作為土壤改良劑,提高土壤肥力和保水能力,促進作物生長。同時,生物質炭還可以作為肥料添加劑,為作物提供必需的營養元素,提高作物產量和品質。隨著農業現代化的推進和生態農業的發展,生物質炭在農業領域的應用前景將更加廣闊。
技術創新和產業升級。隨著科技的進步和產業的發展,生物質炭的生產技術將不斷創新和升級。新的生產技術和設備將提高生物質炭的質量和產量,降低生產成本,進一步推動生物質炭行業的發展。同時,隨著生物質炭應用領域的不斷拓展,將帶動相關產業鏈的發展,形成更加完善的產業體系。
目前,根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國生物質炭行業競爭格局分析及發展前景預測報告》研究分析
隨著工農業的發展,伴生量最大的污染物為有機污染物,有機污染物通常會具有“三致”效應,并且有機物復雜多樣,多數難以生物降解,而吸附法具有簡單、便利和高效等特點,因此吸附法成為了去除有機污染物的首選方法。生物炭對有機污染物的吸附主要包括表面吸附作用和分配作用。
分配作用與生物炭對有機物的固相溶解作用相似,其特點為:吸附等溫線呈線性、溶質吸收和非競爭吸附能力較弱,只與有機物的溶解度相關而與生物炭的比表面積無關,同種生物炭與不同有機物之間的分配系數與有機物的辛醇-水分配系數相關。
隨著工業技術與經濟高速發展,我們的生活質量得到顯著改善。然而,水資源問題隨之而來。一方面,全球可飲用水僅占總水資源的0.14%,但是水資源需求量因每年人口與經濟增長而逐年增長1%。另一方面,據聯合國水資源發展署報道,全球大約有80%的工業和城市生活廢水不經任何處理被直接排放到自然水體中,直接或間接地引起水環境的持續惡化。而且,其中大部分廢水,特別是來自于非法工業活動的廢水,都包含大量有害重金屬元素,有機污染物,染料和致癌化合物,對生態健康產生了巨大的威脅。
基于低成本,高效率與簡化生產過程的考量,以生物炭為基礎的處理技術被認為是廢水處理的重要途徑。相比其他碳材料,制備生物炭的原材料來源廣泛且價格低廉。與此同時,生物炭的生產工藝簡單,高效低能耗,并能有效緩解環境負擔。因此,將生物炭應用于水處理技術具有良好的前景。
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