生物炭研究的最新进展强调了其作为缓释肥料的潜力。虽然生物炭本质上具有肥料所需的养分有限,但最近的研究集中在养分中的养分中。这项创新旨在提高基于生物炭的肥料的营养供应和效率。生物炭颗粒在农业土壤中的应用可以显着改善土壤结构,保留水和养分的保留,从而提高农作物产量并减少对合成肥料的依赖。基于生物炭的缓慢释放肥料提供的延长营养物可用性解决了与常规化肥相关的营养损失和环境浸出的挑战。这种可持续的方法促进了土壤健康,并与循环经济原则保持一致。
本研究考虑了生物精炼的关键阶段,研究了大型藻类(Ulva ohnoi)的潜在循环经济方法。研究和报道了生物质干燥、生物炭生产(热解)和应用生物炭除磷等重要阶段。值得注意的是,将大型藻类生物质从平均湿基含水量约 70-85% 干燥至适合热转化的含水量约 10% 是一项艰巨的任务。对生物质和生物炭的物理化学性质进行了表征,并将其与它们吸附磷 (P) 的能力相关联。大型藻类生物质的初步热分析表明,主要重量损失发生在 150 至 550°C 之间。热解过程动力学表明需要 232 至 836 kJ mol − 1 之间的更高表观活化能。当热解过程的温度升高时,可以发现生物炭的孔径、表面积和孔体积增加。在批量实验中,在 700°C 下获得的生物炭的 P 吸附量最高(78 mg-P/g 生物炭),这可能是由于碱金属和碱土金属的可用性。拟二级模型很好地描述了 P 吸附的动力学研究。由大型藻类生物质生产的生物炭可被视为对环境有益且低成本的磷回收吸附剂。吸附后的生物炭由于含有大量的磷磷石,可在农业中用作缓释肥料。