农业环境科学学报

作者：王科记,张秦,王育来,武敬,谢文萍

单位：安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243000,安徽工业大学研究生院, 安徽 马鞍山 243000,安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243000,安徽工业大学研究生院, 安徽 马鞍山 243000,安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243000,安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243000,中国科学院南京土壤研究所, 南京 211135

关键词：秸秆废弃物,水热炭化,矿物改性,稳定性,

基金：国家重点研发计划项目（2021YFC3201202）

为提高秸秆水热炭的性能，本实验利用不同添加量的两种硅酸盐矿物(高岭石和蒙脱石)对小麦秸秆进行改性水热炭化，制备了高岭石改性水热炭(5% KHC和15% KHC)和蒙脱石改性水热炭(5% MHC和15% MHC)。特征分析结果表明，与不添加矿物处理(HC)相比，15% KHC和15% MHC的产率分别增加了7.32%和6.15%，且改性水热炭表面出现明显的层状结构，其中5% MHC的比表面积显著提高了2.59倍。同时，KHC和MHC的电导率、阳离子交换容量和pH值均高于HC，其中pH值分别增加了0.38~0.69个和0.55~0.74个单位。然而，与HC相比，KHC和MHC的C、H、N含量有所下降，而O含量分别显著提高了1.69%~18.97%和14.14%~30.02%。此外，H2O2氧化条件下，与HC相比，15% KHC和15% MHC的碳损失率分别增加了35.35%和36.01%；但热解结果表明，15% KHC和15% MHC的热稳定性分别提高了8%和6%。以上水热炭的稳定性变化可能与其有机组分有关，分析表明，KHC的溶解性有机质含量显著降低，而MHC则相反，但二者有机质组分中富里酸的比例均明显增加，可能是矿物与水热炭的相互作用影响了成炭过程。研究表明，矿物改性能够有效提高水热炭的产率、比表面积和热稳定性，增加其化学活性。

来源：2026年第5期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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