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不同炭化温度和时间下牛粪生物炭理化特性分析与评价

         
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高含水率是牛粪现有处理方式的限制性因素之一.水热炭化技术不受牛粪高含水率的限制,是安全处置与资源化利用牛粪的极具潜力的技术措施之一.将新鲜牛粪在190℃和260℃下水热炭化处理不同时间(1、6、12 h),收集并测定生物炭性质,并用熵权TOPSIS模型评价其农学应用价值.结果表明,牛粪生物炭理化性质因炭化温度和时间而异.炭化温度从190℃升高到260℃,反应时间由1h延长至12h,牛粪生物炭碳、全磷、全钾含量分别增加17.88％、39.06％和85.19％,而产率、氢与碳原子比、氧与碳原子比、氧氮与碳原子比、铵态氮含量、交换态磷含量和交换态钾含量则分别降低26.65％、24.00％、68.42％、64.29％、98.91％、89.26％和42.30％,炭化程度显著提高.牛粪生物炭红外谱图官能团吸收峰位置变化较小,随着炭化温度升高和时间延长,含氧官能团吸收峰强度降低,金属-卤素化合物吸收峰强度增加.提高炭化温度,延长反应时间,牛粪生物炭表面电荷量及其pH值依变性减弱,比孔容和比表面积也降低.整体而言,炭化温度对牛粪生物炭性质影响大于反应时间.低温短时间处理制备牛粪生物炭的农学应用潜力较大,更适宜作为土壤调理剂.

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