王璐瑶　谢潇

摘 要：生物炭由于其原材料易得，制作简单，成本低廉，性能优异，已得到广泛关注。本文从生物炭的制备方法入手，总结了制备生物炭的原材料类型，生物炭特性及其在重金属吸附、有机物催化降解、微生物燃料电池等领域的应用，以期为生物炭的进一步研究及应用推广提供理论参考。

关键词：生物炭;工业固废;催化降解;吸附

中图分类号：s-1 文献标识码：a doi：10.19754/j.nyyjs.20201130011

近年来，生物炭因其高性能、低成本、环境友好等特性，常被用作常规炭质材料（如活性炭，碳纳米管和氧化石墨烯）的替代品，已引起广泛关注。生物炭一般是由有机垃圾，包括动物粪便、残骸，植物根茎，木屑，秸秆等加工而成的一种多孔炭。生物炭可以吸收有机物质腐烂时释放至大气的二氧化碳;帮助植物有效储存其光合作用所需的二氧化碳;通过这2种方式，生物炭起到了洁净空气的作用。活性炭在生产过程中通常需要活化，这也一定程度增加了其生产成本;而生物炭的生产不需要活化过程，且简单易操作，这也成为其优势之一。然而，由于生物炭较低的比表面积和较少的表面官能团数量，原始生物炭作为功能性材料的总体性能仍不如常规炭质材料。由于比表面积是控制炭质材料整体性能的关键参数，为此，众多学者提出了许多不同的制备方法用以改善生物炭的性能，包括超声辅助热解、水热碳化、co2-共进料热解、真空碳化和微波热解等。本文总结了生物炭制备方法及应用方面的最新研究进展，特别是不同生物质原料的选取、预处理等技术，工业废弃物循环再利用。

1 生物炭的制备

常规的碳利用过程只能将生物质原料中的部分碳转化，如碳水化合物转化为乙醇，脂质转化为生物柴油，而气化、热解等热化学过程可以将生物质原料中的所有碳直接转化为所需的产品，如生物炭、生物油和合成气（即h2和co）。气化是在高温下使用氧化剂或催化剂将生物质中的所有碳转化为气态燃料，而热解则在相对较低的温度下使碳形成气态、液态和固态产物。热解过程中的温度、操作参数、升温速率，吹扫的气体和原料类型等参数均对生物炭的性能有重大影响，因此，可以通过调节这些参数来控制生物炭的性能。通常，生物炭是以缓慢的升温速率（