مقايسه تأثير دماهاي گرماكافت و مواد فعالساز بر ويژگي بيوچارهاي اصلاح شده

Comparison of the Effect of Pyrolysis Temperatures and Activating Materials on Properties of Modified Biochar

پسماندهاي كشاورزي بهدليل در دسترس بودن و ارزان بودن، پيشساز مناسبي براي توليد كربن فعال هستند. بهمنظور بررسي تأثير نوع ماده فعالساز، دماي فعالسازي و نوع بيوچار بر خصوصيات بيوچارهاي اصلاحي، آزمايشي بهصورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و با سه تكرار انجام شد. فاكتورهاي آزمايش شامل چهار نوع ماده فعالسازي (CaCl2، ZnCl2 و H3PO4 20% و H3PO4 50%) و سه نوع بيوچار توليد شده از ضايعات آلي (كاه و كلش گندم، پوست سخت بادام و گردو) و دو دماي فعالسازي (300 و 500 درجه سلسيوس) بودند. همچنين تيمار شاهد شامل بيوچارهاي بدون تلقيح با ماده فعالسازي و حرارت ديده در دماي 300 و 500 درجه سلسيوس بود. نتايج نشان دادند كه بيشترين ميزان CEC مربوط به بيوچارهاي اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در هر دو دماي فعالسازي 300 و 500 درجه سلسيوس بود. حداكثر ميزان pH و EC مربوط به بيوچارهاي اصلاح شده با CaCl2 در هر دو دماي فعالسازي 300 و 500 درجه سلسيوس بود. بيشترين ميزان عملكرد از بيوچارهاي اصلاح شده در دماي فعالسازي 300 درجه سلسيوس بهدست آمد. بيشترين ميزان كربن آلي (OC) و نيتروژن از بيوچارهاي اصلاح شده در دماي فعالسازي 300 درجه سلسيوس بهترتيب با مواد فعالساز H3PO4 (20 و %50) و ZnCl2 حاصل شدند. حداكثر ميزان C/N مربوط به بيوچارهاي اصلاح شده با H3PO4 20% و H3PO4 50% در دماي فعالسازي 300 درجه سلسيوس بود. با توجه به نتايج، بهترين تيمار براي توليد بيوچارهاي اصلاح شده بهمنظور ذخيره كربن در خاك و جذب آلايندهها از خاك، ماده فعالساز H3PO4 (20 و %50) و دماي فعالسازي ˚C300 است.

Agricultural wastes are appropriate precursors for producing modified biochar due to their availability and cheapness. To investigate the effect of activating material type, activation temperature and biochar type on the properties of modified biochar, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. Experimental factors included four types of activating agents (CaCl2, ZnCl2, H3PO4 20%, and H3PO4 50%), three types of biochar produced from organic wastes (wheat straw, almond, and walnut hull) and two activation temperatures (300 and 500°C). Also, the control treatment included non-treated biochar with activating material and heated at 300°C and 500°C. The results showed that the highest CEC content was related to modified biochar by H3PO4 20% and 50% as an activating material at both 300 and 500°C activation temperatures. The maximum pH and EC values were related to the modified biochar by CaCl2 at both activation temperatures of 300 and 500°C. The highest yield was obtained for modified biochar produced at an activation temperature of 300°C. The highest amount of organic carbon (OC) and nitrogen were obtained from the modified biochar produced at activation temperature of 300°C from H3PO4 (20% and 50%) and ZnCl2 as an activating material, respectively. The maximum C/N content was related to the modified biochar activated with H3PO4 20% and 50% at activation temperature of 300°C. According to the results, the best treatment for producing modified biochar in order to store carbon in the soil and to adsorb pollutants from the soil is the H3PO4 (20% and 50%) as an activating material and 300°C as an activation temperature