笋壳炭的制备和表征及其在土壤改良中的应用研究

发布时间：2021-02-04 01:00

　　生物质由于其数量巨大、环境友好、可再生等特点成为当前人们的研究热点。笋壳作为常见生物质的一种,大多被丢弃或直接燃烧,不仅造成了环境污染,也是资源的极大浪费。土壤是一种重要的自然资源,工业“三废”的直接排放、化肥农药的过度使用和污水灌溉造成了我国土壤的严重污染。本论文旨在研究利用农业废弃物笋壳制备生物炭,并进行生物炭改良土壤性能的研究。首先,对笋壳进行了成分分析和表征。采用硝酸乙醇法、72%浓硫酸法和亚氯酸钠法分别测得笋壳含纤维素38.81%,木质素20.37%和综纤维素（纤维素和半纤维素的总量）77.96%,计算得半纤维素含量为39.12%；测得笋壳的元素含量为C44.33%、H5.265%和N2.073%,灰分含量为4.40%。较高的碳含量表明其可用于制备生物炭。成分分析表明,笋壳的纤维素和半纤维素含量较高,适宜用于热解。热重分析表明,其热解制备生物炭的温度可在不高于400℃下进行。其次,进行了笋壳炭制备和性质检测的研究。根据热解得到的笋壳炭的收率和性能确定最佳的热解条件为：热解温度400℃、热解时间15min。在此条件下热解得到的笋壳炭含C67.17%、 H3.885%、 N3.1... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
Contents
第一章 绪论
    1.1 笋壳的介绍
        1.1.1 笋壳的主要成分
        1.1.2 笋壳的研究现状
    1.2 生物质利用方法概述
        1.2.1 生物质的转化利用方法
        1.2.2 生物质热解方法
    1.3 生物炭的简述
        1.3.1 生物炭的定义
        1.3.2 生物炭的生成机理
        1.3.3 生物炭的应用
    1.4 土壤污染的概述
        1.4.1 我国土壤污染分类
        1.4.2 土壤污染的特点
        1.4.3 土壤污染的危害
        1.4.4 污染土壤的修复技术
    1.5 本课题研究内容
    1.6 本课题研究目的和意义
第二章 笋壳的成分分析与表征
    2.1 实验材料和仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 纤维素含量测定
        2.2.2 木质素含量测定
        2.2.3 苯醇抽出物含量测定
        2.2.4 综纤维素含量测定
        2.2.5 灰分含量测定
        2.2.6 元素含量测定
        2.2.7 笋壳的表征
    2.3 笋壳成分分析结果与讨论
    2.4 笋壳的表征结果分析
        2.4.1 笋壳的红外光谱分析
        2.4.2 笋壳的热重分析
        2.4.3 笋壳的SEM分析
    2.5 本章小结
第三章 笋壳炭的制备和表征
    3.1 实验材料和仪器
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 主要试剂
        3.1.3 主要仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 笋壳炭的制备
        3.2.2 笋壳炭碘吸附值的测定
        3.2.3 笋壳炭物理化学性质分析
        3.2.4 笋壳炭表面基团含量的测定
        3.2.5 笋壳炭的表征
    3.3 笋壳炭制备条件的研究
        3.3.1 笋壳炭制备条件的初步选择
        3.3.2 热解时间的影响
        3.3.3 热解温度的影响
    3.4 笋壳炭的表征分析
        3.4.1 笋壳炭的红外分析
        3.4.2 笋壳炭的SEM分析
    3.5 本章小结
第四章 笋壳炭对土壤的改良研究
    4.1 实验材料和仪器
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 土壤样品的培养
        4.1.3 主要仪器
        4.1.4 主要试剂
    4.2 实验方法
        4.2.1 土壤容重的测定
        4.2.2 土壤酸碱性的测定
        4.2.3 土壤保水效果的测定
        4.2.4 土壤保肥能力的测定
        4.2.5 土壤重金属离子固定能力的测定
        4.2.6 盆栽实验方法
    4.3 笋壳炭对土壤容重的影响
    4.4 笋壳炭对土壤pH值的影响
    4.5 笋壳炭对土壤保水效果的影响
    4.6 笋壳炭对土壤保肥效果的影响
        4.6.1 笋壳炭对土壤氮肥保持效果的影响
        4.6.2 笋壳炭对土壤磷肥保持效果的影响
        4.6.3 笋壳炭对土壤钾肥保持效果的影响
    4.7 笋壳炭对土壤重金属离子固定效果的影响
        4.7.1 重金属离子吸附平衡时间的确定
        4.7.2 笋壳炭质量分数对重金属离子固定效果的影响
        4.7.3 pH值对重金属离子固定效果的影响
        4.7.4 溶液初始浓度对重金属离子固定效果的影响
        4.7.5 竞争吸附
    4.8 盆栽实验
    4.9 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录 实验数据
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3017452