文献综述
1.前言
生物炭是生物质在缺氧或无氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，是一种碳含量极其丰富的炭。生物炭有稳定的碳结构，具有很好的吸附性,可以在土壤中存留很长一段时间。 因为生物炭独特的性质，生物炭的应用范围已经涉及到土壤修复、土壤改良、污水处理、重金属吸附等多个领域，应用十分广泛。研究发现，生物炭的性质与炭化工艺有着很密切的联系，但是除此之外，不同碳化原料也会对生物炭的性质产生一定影响，因为不同炭化原料生成的生物炭因其表面官能团种类、数目不一样，造成不同来源的生物炭性质不同，从而影响到生物炭的应用范围。所以我们需要研究不同来源的生物炭的性质，并对其性质进行分析，提高生物炭利用率。
目前研究生物炭的主要炭化来源有农林业废弃物如小麦秸秆、种壳，人类生活中产生的有机废弃物如垃圾、粪便等，这些不同来源的生物炭具有不同性质，通过分析它们的差异，为生物炭的制备工艺及其在不同领域的应用提供参考数据。
2.研究现状
2.1生物炭的主要性质及功能
通常，生物炭容重小、多孔、比表面积大，呈碱性，富含碳元素并含一定量矿质养分，具有优良的吸附特性和较强的抵抗土壤微生物分解的稳定性。这些性质使生物炭可协调土壤空气和水分的关系，降低土壤酸度，提高土壤养分含量并减少养分淋失，在较长时间尺度上增加土壤生产力和可持续性。生物炭的理化参数主要包括：全碳含量、全氮含量、灰分含量、pH值、速效氮、速效磷等；结构表征主要包括：表面形态和孔隙结构 (如比表面积、孔容积和孔径分布等)。由于原材料、技术工艺及热解条件等差异，生物炭在结构、挥发成分含量、灰分含量、孔容、比表面积等理化性质上表现出非常广泛的多样性，进而使其拥有不同的环境效应。
2.2目前的研究现状
目前，有关对生物炭的研究主要来源是农村秸秆残余、动物粪便或城市污泥。例如许燕萍等对比分析了玉米秸秆和小麦秸秆生物质的碳含量、pH等性质的差异性。陈贵等研究发现不同动物粪便特性( 碳氮含量、pH 值和碳氮比) 对炭化温度和时间的响应存在一定差异。Meacute;ndez等研究则发现污泥生物炭有利于土壤的呼吸作用。目前，大部分学者大多只研究植物残体或只研究畜禽粪便，数据还不够立体，同时对植物、粪便、污泥生物炭的性质对比研究较少。所以，深入研究不同来源生物炭的性质至关重要。 不同生物质来源的生物炭具有不同的表面特征、pH等基本理化性质，这些基本理化性质与生物炭的合理使用密切相关。孙涛等研究表明生物炭表面特征对生物炭应用有明显影响，有明显孔隙结构的小麦秸秆生物炭有利于农田土壤改良与培肥，而并无明显的孔隙结构的污泥生物炭更有利于污染土壤的修复。袁帅等研究表明生物炭对重金属的吸附及固定能力与生物炭的表面官能团和pH值有关，生物炭含大量的有机官能团，能够吸收土壤中的 H ，而其灰分含有的钙、镁、钾、钠等盐基离子可以交换土壤中吸附的氢离子及交换性铝离子，降低土壤中其含量，而生物炭的 pH 升高，其对重金属离子的吸附和固定能力加强。这些研究说明生物炭的性质与其功能密切相关。本课题则是研究不同来源生物炭的性质差异，选择适宜的生物炭类型，实现生物炭功效的最大利用。
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