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活性炭和生物炭的区别
文章作者：韩研网络部
更新时间： 15:20:56
　　活性炭和生物炭的区别，和生物炭都是含碳热解材料，是环境技术的重要产品，并且为了多种目的进行了深入研究。这些材料之间的严格区分并不总是可能的，也缺乏普遍接受的术语。然而，对这两种材料的研究越来越重叠：吸附和修复是活性炭领域，现在也可以通过生物炭研究来解决这一问题。因此，关于活性炭和生物炭的区别的研究和知识领域的认识对于设计关于热解碳质材料的新型研究是必需的。在这里，我们根据其历史描述了活性炭，生物炭和其他热解碳质材料(如木炭)的分割范围和共同点，定义和生产技术。
　　活性炭和生物炭都是热解碳质材料。它们通过碳质原料的热化学转化(热解或/和活化)而产生。活性炭由任何碳源(化石，废物或可再生资源)生产，并被设计用作吸附剂以去除气体和液体中的污染物。因此，它被定义为污染物吸附材料，在其生产材料的可持续性供给情况一般，使用后活性炭的处理方法较少。生物炭由可持续采购的生物质生产，用于农业(如土壤)的非氧化应用，也作为工业生产过程的原材料进行讨论。如果生物炭被用作燃料，当它被燃烧和碳转化(氧化)成CO 2，它实际上是分类为木炭。这两种材料都有其独特的历史，广泛分离的科学界和分离的文学体。不幸的是，普遍接受的术语和定义缺乏。
　　然而，随着活性炭和生物炭的应用日益重叠，在每种情况下对其他领域的认识可能是有益的。作为一个例子，现在既活性炭和生物炭用于土壤修复，这一直是之前仅活性炭的应用。当应用程序之后不去除活性炭和如果此活性炭可再生原料产生和相符进一步规范，它可以被认为是生物炭。此外，有越来越需要在环境技术专门吸附剂包括废水处理和土壤修复，导致许多研究在可能取代常规活性炭基于生物炭的材料[。因此，这次文章内容的目的是提供关于活性炭和生物炭以及相关热解碳质材料的定义，用途和生产的概述，以突出它们的相似性和差异。
　　活性炭
　　活性炭最初被定义为&任何形式的能够吸附的碳&。历史上，它始于使用木炭作为吸附剂，可追溯到罗马帝国和中国帝国，甚至有可能更进一步。罗马人意识到木炭可以净化水。然而，尽管木炭用于净化的历史悠久，但人类用了3000多年的时间来优化木炭以去除特定的污染物。1863年，斯密特观察到木炭从空气中去除氧气长达一个月的时间。然而，并非所有的木炭都具有相同的能力，动物骨基木炭比木基木炭具有更高的生产能力。这是快速增长的有关木炭的差异和特性的研究领域的起点，这些差异和特征会导致不同的吸附特性。
　　早在19世纪就有人注意到木炭还含有各种吸附有机化合物。因此，第一次活化在减少生产后吸收的化学物质。热活化认为是唯一能从木炭表面去除被吸附的有机化合物的技术。木炭骨架仍然存在，并且新的表面区域产生(孔隙)。因此，化学基团变得活跃，即可用于吸附。有了这个，木炭活化和活性炭的科学开始了。
　　有几个复杂的因素妨碍了吸附机制的确定。第一个因素是木炭即使在环境条件下也会被改变。在实验室条件下储存后，N2的吸附容量发生了三倍的变化。第二个因素是即使木炭上的无机沉淀盐(灰分含量)也对吸附过程有贡献。
　　除了吸附，活性炭也可以作为催化剂，例如，在厌氧还原偶氮染料，并支持自由基的形成以氧化染料或污染物在(电化学)氧化处理工业废水。还用于在微生物燃料电池。今天，有几个市场正在增加全球对活性炭的需求。这些措施包括饮用水调节，储能技术以及由新法规驱动的环境技术，例如，对发电厂汞排放实施清理要求。
　　生物炭
　　生物质烧焦被认为是转化土壤的高产农业生态系统。因此，生物炭最初被定义为用于农业目的的碳化生物质。虽然最初的辩论集中于直接将生物炭应用于土壤，但现在所谓的生物炭级联使用将其描述为一种多功能材料，可用于解决生命周期内的若干挑战。例如，生物炭可用作饲料添加剂，以改善反刍动物或家禽的健康和生产力。当喂食的生物炭再次与动物粪便一起排泄时，它以新鲜的形式以及在堆肥过程中减少粪便中的气味和营养损失。最后，当含有粪肥或堆肥的生物炭用于土壤时，生物炭可作为缓释肥料。此外，生物炭用于可生物降解的包装材料，以延长水果和蔬菜的保存期限，最终在共同堆肥包装盒后改善土壤质量。
　　活性炭的改性介绍
　　除了多孔形态，表面的化学特征决定了活性炭的吸附特性。修饰指优化表面化学吸附特定的山梨酸盐。定义了氧化，硫化，氮化和配位功能化处理的种类。
　　活性炭材料的氧化修饰是不一样的活化，作为氧化是由过氧化氢(H进行2 & 2)或硝酸(HNO 3)在低温下(室温到100℃)和主要目的在于产生氧化官能团，而不是增加表面积。事实上，由于多孔结构的破坏，特别已知HNO 3会降低比表面积和孔体积。活性炭的氧化和臭氧氧化改性也可以被认为是物理/热激活。
　　硫化通过用SO 2或H 2 S还可能对孔隙率的破坏作用，但可以是，例如，显着地增加对汞的吸附能力。
　　活性炭的氮化或氮修改主要由用氨处理(NH实现3)以气态或溶解状态，以增加的极性和碱性，以优化吸附，但也活性炭的催化性能。例如，对于生物炭来说使用硝化和随后的还原来提高铜的吸附。
　　使用配位体进行功能化主要是为了优化活性炭上的金属吸附，尽管它似乎很容易适应于优化例如用于土壤改良的生物炭的营养载体行为。为此，活性炭用复杂的有机液体处理。
　　本综述概述了活性炭和生物炭的定义。强调，活性炭和生物炭的严格区分主要取决于这些材料的最终用途。对活性炭和木炭的研究远比生物炭早，并且为生物炭提供了大量有益的信息来源。对于活性炭和生物炭的比较研究，两种材料可以分别使用不同的浸渍比例和燃尽速率从相同的原料生产，从非活化的活性炭/生物炭生产比较系列。这样的研究将允许进行总体经济评估，因为将存在例如污染物吸附能力(随着激活程度的增加而增加)和产量(随着激活程度的增加而降低)的权衡。文章标签：,,,,,.本文链接：
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用秸秆等废弃物制成的生物炭治理土壤污染
新技术让秸秆、木屑等一些植物废弃物又重获了新生，可以制成生物炭，而生物炭能够治理土壤污染，还能延长土壤里肥料的作用时间。绍兴文理学院化学化工学院教授李建法课题组的一项研究，让生物炭又多了一个新本领：固定植物修复材料中的重金属，使其不会再产生新的污染问题。
李建法向记者介绍，生物炭是生物有机材料生物质在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，而用来制造生物炭的原料有很多，比如农业生产产生的大量动植物废料秸秆、种壳、粪便等，又如人类制造的垃圾、污泥或其他生活垃圾都能派上用场。
生物炭在固化二氧化碳方面所起的作用显而易见。李建法说，植物的腐烂自然而然会令土壤中含有大量的碳元素，但是这些碳相对而言是不稳定的，受气候变化和人类生产活动影响很大，容易释放出二氧化碳。如果我们在这些植物腐烂前将其制备成生物炭，则可以稳定地将碳元素锁住长达数百年。另外，它还可以被用作土壤改良剂、吸附剂、肥料缓释载体等。
但是，在这些植物生长的土壤环境中，或多或少的存在着一些诸如铅、镉等对人体有害的重金属，容易被植物吸收，产生大量被污染的生物质。如何将这些重金属同时牢牢锁在生物炭中，成了李建法科研的方向。在浙江省自然科学基金委的资助下，经过多年研究，李建法课题组提出了一条新的思路：在传统制备生物炭的过程中加入磷酸盐，辅助热解处理受重金属污染的生物质。
这么做的好处，是可以有效控制重金属向挥发性热解产物中的迁移，有望将重金属稳定地封存于炭化产物中，避免焚烧、填埋等方法产生的重金属迁移和二次污染问题。据实验室研究结果显示，采用这项技术制备的生物炭对于铅的固定率达到了，而传统的热解加工技术对于铅的固定率则仅有。
李建法认为，这项技术应用前景十分广阔，不仅能够有效地利用被重金属污染的秸秆等废弃物，还可以通过优化磷酸盐预处理和限氧热解工艺条件，实现对重金属污染物的长效固定，为重金属植物吸收或吸附材料的后处理及其有效利用提供一条新的解决方案，开发出适用的土壤和水体重金属污染修复技术。&
（转载自《科技金融时报》“我与科学基金”专栏，记者 金乐平，通讯 俞振伟）生物质炭以及它的优势【唐山生物质吧】_百度贴吧
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生物质炭以及它的优势
我们都知道木炭机可以生产出生物质炭，那么什么是生物质炭呢？生物质炭也叫生物炭、生物质焦，是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物体，属于黑炭的一种类型。常见的生物质炭包括竹炭、秸秆炭、稻壳炭等。而日常所说的木炭，是木材或木质原料经过干馏所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料，是保持木材原来构造和孔内残留焦油的不纯的无定形炭。木炭的生产原料是真贵的森林资源，加之工艺传统，所以其价格昂贵，主要应用在工业上。而生物质炭的生产工艺相对简单，原材料来源广泛且价格低廉，为其广泛的应用提供了可能。并且，生物质碳与木炭相比，具有以下优点：①代替木材烧制的炭，保护森林资源，维护生态平衡；②以废弃物为原料，变废为宝，化害为利，综合利用，减轻对环境的污染；③原料取之不尽，用之不竭，年复一年生长，廉价甚至无价；④热值高，放热时间长；⑤无毒、无味、无烟。
近年来国内外在生物质炭的理化性质、农业、气候变化、能源等几个方面的研究进展，并简要的提出了今后生物质炭的研究的方向，旨在推动我国生物质炭的在环境中的应用研究工作，并为生物质炭在其他领域的应用提供新的思路，巩义市北斗机械科技有限公司以科学、环保，废物利用为己任，集科工贸为一体，生产木炭机、活性炭设备、连续气化式炭化机、连续气化式炭化炉、稻壳炭化机系列产品，规格齐全，检测手段完善，设计新颖，性能稳定，操作方便，产品遍布全国，远销海外。
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秸秆成生物炭的三大好处
　　近日，“生物炭产业发展战略”研讨会在辽宁省沈阳市召开，中国科学院、中国工程院、农业部、中国农业大学、淅江大学等单位的60余位专家学者与会。会议认为，生物炭研究要面向应用解决生产实际问题，主动争取政府支持让更多研究成果落地转化为现实生产力。
　　在田间地头实现炭化处理
　　我国粮食生产实现了十一连增，但这种只种不养的高强度掠夺式生产方式、长期过量的化肥投入、日趋剧烈的气候变化，造成了土壤的大面积退化。据统计，我国粮食收获所产生的秸秆高达7亿吨，其中只有不到1/3的秸秆实现了还田，秸秆肥料化利用率仅为15.6%，而秸秆焚烧屡禁不止。为了克服这个老大难的问题，沈阳农业大学教授、中国工程院院士陈温福率先提出了“秸秆炭化还田”理念与技术体系，2011年组建了辽宁省生物炭工程技术研究中心。
　　该中心为解决长期制约农林废弃物资源化利用和产业化发展的原料收集难、储运成本高等“瓶颈”问题，研发了以“半封闭式亚高温缺氧干镏炭化新工艺和移动式组合炭化炉”为核心的生物炭制备技术，实现了农林废弃物在田间地头的炭化。为了减少化肥施用量，中心研发了可提高养分利用效率的生物炭肥料；为了调整农村能源结构、改善农民生产条件，中心探讨了生物质能源化利用的可能性。
　　陈温福院士说，为了加速以“秸秆炭化还田技术”为代表的生物炭产业发展、实现产学研用的有机结合，该中心积极与辽宁金和福农业开发有限公司协作开展技术的开发和推广，逐步建立起“以生物炭为核心，以简易制炭技术为基础，以生物炭肥和土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源应用”的农林废弃物炭化综合利用理论与技术体系，面向全产业链的生物炭研发体系基本建成。
　　生物炭做肥料增产效果好
　　2014年，生物碳进行了在相关企业的参与下开展了推广试点工作，取得了良好的经济与生态效益。云南威鑫农业科技股份有限公司去年进行了烤烟专用炭醋缓释配方肥田间试验，在姚安县的对比试验显示：用当地推荐的肥料最高亩产229公斤，中上等烟比率73%，亩产值5552元，用炭醋缓释配方肥最高亩产252公斤，中上等烟比率高达90%，亩产值6324元。“今年我们公司准备在云南示范推广2.8万亩，云南全省烟草面积600万亩，如果全部使用生物碳的话增产效益将相当可观。”威鑫农业公司总经理蔡志远说。
　　沈阳农业大学在辽宁省彰武县、法库县、辽中县、新民市和铁岭县开展了炭基产品示范，其中水稻平均增产8%、玉米平均增产7.55%、花生平均增产9.44%、马铃薯平均增产8.5%。通过秸秆综合利用、生物炭材料销售、炭基产品应用增产等途径，共实现农民增收328.28万元、CO2减排3078.8吨。辽中县沈阳农业大学卡力马院士工作站负责稻田管理的当地农民王友山说：“使用了炭基肥，352亩水稻平均亩增产105斤。与常规掺混肥相比，增产率7.66%，亩增产效益在百元以上。”
　　沈阳农业大学教授孟军向记者介绍说，推广生物炭技术，不仅有利于促进农民增收、就业以及农业增产，还有助于提高农业废弃物综合利用水平、减少散乱堆放和焚烧等面源污染，从而实现农民增收、生活环境改善、减少二氧化碳等温室气体排放，为我国的固碳减排任务做出贡献。
　　生物炭产业化进程加速
　　生物炭产业化，需要解决秸秆回收、秸秆炭化、炭基肥料应用等难题。金和福公司已经推出了3项国家高新技术产业项目：一是秸秆高效收割机，能将田间的立秆、铺放或散状的秸秆自动切割捡拾，通过粉碎、压缩制成外形整齐规则的长方体。二是多联产生物炭化成套设备，能将作物秸秆、食用菌基质、果树树枝等农林废弃物制成优质生物炭。三是生物炭基肥料制造设备，能将生物炭精细特殊工艺的处理，制成显著提高地温、延长肥效、改良土壤的生物炭基肥。这些设备系统成套、性能稳定高效，将大大加速生物炭产业化的发展进程。
　　“我们公司的多联产生物炭化成套设备，一天能处理9吨秸秆、制3吨生物炭，一套要60万元，已经销售了几十台。生物炭基肥料更是供不应求，50公斤一包售价110元，与普通化肥比价格差不多。公司计划到2017年，每年生产2000台秸秆高效收割机，1500套多联产生物炭成套设备，100万吨生物炭基肥料，处理农林废弃物120万吨。”金和福公司总经理刘金说。
　　但是由于原料收集受季节限制，加工成产品的产业链比较长、资金利用率低，政府没有具体的补助政策，生物炭产业化受到影响。金和福公司产能最大可以达10多万吨，但实际只有6、7万吨。按一亩大田施40公斤炭基肥计算，一年产量能还不够200万亩大田用量。“生物炭产业将是我国最具潜力的新兴产业，国家应该鼓励发展。我们现在更希望得到政府的生产资金扶持，比如一吨炭基肥给补多钱，这样企业有效益，才能把秸秆转化做得更好。”刘金说。
　　专家点评
　　农业部环境保护科研监测所所长任天志：生物炭为秸秆污染治理开辟了新的途径，同时能改良土壤。
　　浙江大学环境与资源学院教授徐建明：农林业生产过程中的废弃物通过炭化技术制备成生物炭，用作土壤改良剂返还给农田，可有效改善土壤理化性质与微生态环境，修复污染土壤，提高土壤生产性能、作物产量和品质。
　　中国工程院院士陈温福：生物炭来源于农业，亦可广泛应用于农业。生物炭施入农田，可有效改善土壤理化性质，增加作物产量，促进农业可持续发展。应用于能源领域，可成为替代煤、石油、天然气的清洁能源。生物炭进一步加工成活性炭，可用于重金属污染吸附、水质净化等。所以，深入研究、开发、利用生物炭，是合理、高效利用废弃生物质资源，解决三农问题的重要技术措施，对农业高效、生态、环保、可持续发展具有重要意义。
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