不同物料和炭化方式制备生物炭结构性质的FTIR研究
第３４卷，第４期 光谱学与光谱分析２０１４年４月 ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＶｏｌ畅３４，Ｎｏ畅４，ｐｐ９６２‐９６６
Ａｐｒｉｌ，２０１４
不同物料和炭化方式制备生物炭结构性质的ＦＴＩＲ研究
郑庆福１，２，王永和１，孙月光１，牛鹤鹤１，周佳儒１，王志民１，赵 吉３倡
１畅内蒙古民族大学分析测试中心，天然产物与废弃物利用研究所，内蒙古通辽 ０２８０００２畅内蒙古大学生物学博士后科研流动站，内蒙古呼和浩特 ０１００２１
３畅内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室，内蒙古呼和浩特 ０１００２１
摘 要 红外光谱是了解生物炭结构性质特征的重要手段。通过采用傅里叶红外光谱技术（ＦＴＩＲ）对不同物料和制备方式的生物炭结构性质特征进行表征。结果表明：不同的物料制备的生物炭均具有羟基、芳香基及一些含氧基团的吸收峰，与活性碳有共同特征；但其他吸收峰，有着显著差异。高温炭化可以使玉米秸秆中—ＯＨ，—ＣＨ３，—ＣＨ２—，ＣＯ间发生缔合或消除，促进了芳香基团的形成。在不同炭化方式下，加热和微波炭化，对生物炭形成有着机理上差别，加热炭化可致使醇、酚中的—ＯＨ彼此结合或者消除，形成苯环类基团，而微波法能使得芳香基团钝化阻止其参与反应，使得苯环类物质得以更多形成。综上表明，红外光谱可较好反映生物炭的结构特征，揭示了生物炭主要含有—ＯＨ、芳香基团等活性基团。关键词 ＦＴＩＲ；生物炭；生物物料；制备方式；炭化温度
中图分类号：Ｏ６５７畅３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０畅３９６４／ｊ畅ｉｓｓｎ畅１０００‐０５９３（２０１４）０４‐０９６２‐０５
生物炭碱性官能团含量增加而酸性官能团减少，在较高的温
引 言
生物炭（Ｂｉｏｃｈａｒ）是指生物有机质在无氧或缺氧条件下低温热解转化后的固体产物［１，２］，是一种碳含量高、多孔性、碱性、吸附能力强、多用途的材料［３］。由于生物炭的结构和性质特征受制备条件和原料的影响，其结构和性质特征还未能清晰了解。红外光谱属于波谱分析技术之一，具有高度特异性，可采用与标准化合物红外光谱对比的方法来做分析鉴定，获得各特征峰数据，然后根据各特征峰的波数得知生物炭所含有的原子基团。这也是当前表征和鉴别化学物种研究的前沿和热点之一。目前关于生物炭红外的研究鲜见报道：结构改变，短期内减弱氮的同化［４］。ＭａｒｃｏＫｅｉｌｕｗｅｉｔ研究发现随炭化温度升高，生物炭会发生４个阶段转化，在３００～４００℃炭化温度区间，非晶质木素、结晶纤维素和非晶质半纤维素迅速减少，而高温非晶质炭大量形成，孔性发育开始［５］。Ｊｏｙｌｅｅｎｅ研究发现高温热解温度可以使如脂族ＣＨ２和ＣＨ３裂解掉，并在其表面形成如Ｃ—Ｏ和苯环一类的含氧的 收稿日期：２０１３‐１０‐１６，修订日期：２０１４‐０１‐２０
Ｎｏｖａｋ利用ＦＴＩＲ研究柳枝稷生物炭对ＮＯ３—Ｎ吸附会发生
度下生物炭有碱性物质产生［７］。安增莉等利用红外光谱、Ｂｏｅｈｍ滴定及微孔分析的方法表征了水稻秸秆生物炭对Ｐｂ（Ⅱ）的吸附特征［８］。高海英等利用红外光谱对生物质炭及碳基硝酸铵肥料理化性质进行研究。揭示了生物炭对硝酸铵的吸附只是物理上吸附［９］。以上均说明红外光谱在一定程度可以较好的了解生物炭的性质特征。本实验采用红外光谱方法，对通辽地区玉米秸秆等生物废料以不同的处理方式制备的生物炭进行表征，以及揭示玉米秸秆生物炭性质特征，进而为玉米秸秆资源化利用提供理论参考。
１ 实验部分
１畅１ 仪器
ＦＡ２１０４Ｎ型电子天平，Ｎｉｃｏｌｅｔ５７００型号傅里叶变换红外光谱仪，箱式电阻炉（沈阳市长城工业电炉厂），ＨＺＳ‐Ｈ水浴振荡器（哈尔滨市东联电子技术开发有限公司）。１畅２ 材料
将干燥的玉米渣、牛粪、锯木、黑豆荚、堆肥和玉米秸杆等分别填满于坩埚中，密闭，放入马沸炉中，在３００℃条
官能团［６］。Ｄｅｖｉ等通过ＦＴＩＲ分析，发现随热解温度增加，
基金项目：国家自然科学基金项目（４１３０１３１７），内蒙古教育厅高校科研基金项目（ＮＪＺＹ１１０１５），内蒙古民族大学博士启动资金项目
（ＢＳ２６２），内蒙古民族大学教育教学研究课题项目（ＭＤＹＢ２０１３０７９）内蒙古自然科学基金面上项目项目（２０１３ＭＳ０６０６）资助
作者简介：郑庆福，１９８７年生，内蒙古民族大学分析测试中心讲师 ｅ‐ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｑｆ２００６＠１２６畅ｃｏｍ
倡通讯联系人 ｅ‐ｍａｉｌ：ｎｄｚｊ＠ｉｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
件下进行缺氧炭化２ｈ，炭化完成后，自然冷却至室温后取出，混匀研磨，过１００目筛，贮于干燥器中，得玉米渣炭、牛粪炭、锯木炭、黑豆荚炭、堆肥炭和玉米秸杆炭。其中玉米秸炭化有７个炭化温度处理，分别为２００，２５０，３００，３５０，４００，５００，５５０℃缺氧条件下加热，３个炭化方式处理，分别为干燥１ｈ，３００℃炭化２ｈ；直接３００℃加热炭化；微波炉高温炭化２５ｍｉｎ。１畅３ 方法
称取１～２ｍｇ玉米渣炭（经糠醛利用后废渣）、牛粪炭、锯木炭、黑豆荚炭、堆肥炭、玉米秸杆炭和活性炭粉末样品，分别与ＫＢｒ一起压片制备成红外扫描样品，用Ｎｉｃｏｌｅｔ５７００型号傅里叶变换红外光谱仪（Ｎｉｃｏｌｅｔ）在波数４０００～４００ｃｍ－１范围内扫描并记录红外光谱图。对谱线选取特征峰并进行峰强半定量分析，对各官能团相对含量进行比较，应用仪器自带软件对扫描谱线进行处理。
环类的吸收峰物料１最强而物料７最弱，料１和物料２
较强外其余很弱。
Ｃ吸收除物
２ 结果与讨论
２畅１ 不同物料生物炭的ＦＴＩＲ图谱分析
生物炭红外图谱中主要吸收特征峰有：３７３９，３４１９～２９２６，１７０６，１６１０～１４５０，１２５２～１１０２，７９２～４６２ｃｍ－１，见图１。由图１可知，波数３７３９ｃｍ－１由外羟吸收引起，３４１９ｃｍ－１处的吸收峰主要是分子间氢键缔合的醇、酚的—ＯＨ伸缩振动，可见不同物料吸收强度明显，都含有—ＯＨ。２９２０ｃｍ－１左右的吸收峰为脂肪烃或者环烷烃—ＣＨ３和—ＣＨ２的对称与非对称伸缩振动引起，不同物料吸收强度不同，有的生物炭样品仅有微弱的吸收。１７０６ｃｍ－１处普遍认为是羧基中的Ｏ伸缩振动，可见除物料６和７吸收强度较弱外其余样品皆有明显的吸收峰出现。１６１０～１４５０ｃｍ－１范围内为苯环或芳香族的特征峰值区间，不同物料试样其峰值明显，表明含有苯环类物质。１２５２～１１０２ｃｍ－１波数范围内一般认为是酚、醚、醇的Ｏ伸缩振动及
－１
ＣＣ伸缩和—ＯＨ面外弯曲振动吸收峰。７９３ｃｍ处为芳香族化合物Ｃ—Ｈ变形振动吸收峰，除物料２外其余吸收强度都极微弱。
综上所述，不同物料的生物炭均含有羟基、芳香基及一些含氧基团的吸收峰，与活性碳秸秆官能团的红外吸收峰相近；但在１７０６和１１２０ｃｍ－１的吸收峰，不同物料间有显著差异，其羧基中Ｏ的峰强度物料６和物料７很弱，苯
Ｆｉｇ畅１ ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｂｉｏｃｈａｒｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ
１：Ｃｏｒｎｇｒｉｔｓｃａｒｂｏｎ；２：Ｏｘｄｕｎｇｃａｒｂｏｎ；３：Ｓａｗｄｕｓｔｃａｒｂｏｎ；
４：Ｂｌａｃｋｂｅａｎｐｏｄｓｃａｒｂｏｎ；５：Ｃｏｍｐｏｓｔｓｃａｒｂｏｎ；
６：Ｃｏｒｎｓｔｒａｗｃａｒｂｏｎ；７：Ａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎ
２畅２ 不同物料生物炭的ＦＴＩＲ半定量分析
利用红外Ｏｍｎｉｃ软件计算了不同物料各基团主要吸收峰高，进行了半定量分析。由表１可知，在３７３９ｃｍ－１锯末的生物炭峰高最大，随后是糠醛渣和玉米秸及堆肥，其次黑豆荚，最小的峰高是牛粪，但这些峰的强度明显高于活性炭。原因为锯末为硬质纤维构成，其生物炭碳化保留较多，使得—ＯＨ吸收增强；玉米渣与玉米秸峰高相等，表明它们的—ＯＨ含量相同；而黑豆荚接近植物的果实部分，与其他物料相比要低于它们的吸收峰；活性炭碳化强度高，—ＯＨ含量较少。３４２０ｃｍ－１玉米渣制成的生物炭峰最高，玉米秸、堆肥及牛粪的峰强度相近都较强，表明他们含有的醇、酚的ＯＨ数接近，而锯末、黑豆荚内含有的纤维类物质较多，故ＯＨ含量较小。２９２６ｃｍ－１处玉米渣及黑豆荚属植物的果实部分，其中脂肪类含量较高，故其相对应的生物炭峰高较强；其余样品峰都较弱，但由于活性炭的脂肪含量较低，则—ＣＨ３和—ＣＨ２含量少于所有的生物炭样品。波数１７０６ｃｍ－１处的玉米渣峰高最大，其次为堆肥、牛粪，而生物炭此峰为零，表明生物炭不含—Ｏ。１６１０～１４５０ｃｍ－１范围
Ｔａｂｌｅ１ ＰｅａｋｈｉｇｈｏｆＦＴＩＲｏｆｂｉｏｃｈａｒｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ
物料名称１２３４５６７
玉米渣牛粪锯末黑豆荚堆肥玉米秸活性碳
吸收峰值
３７３９０畅０１６０畅０１２０畅０２００畅０１４０畅０１５０畅０１６０畅００７
３４２００畅５８００畅４４７０畅３４８０畅３９６０畅４６５０畅４８５０畅４１３
２９２６０畅１７００畅０４４０畅０４００畅１６１０畅０５５０畅０３４０畅０１９
１７０６０畅４１８０畅１２９０畅０８９０畅０９７０畅２３１０畅０３２－
１６１１０畅４０４０畅１８４０畅１５００畅１５７０畅２１５０畅３０８０畅０４７
１５０５０畅２２１－０畅０１２－－－－
１４５００畅１６３０畅０２６０畅０４１０畅０４１０畅０３６０畅０１２－
１２５２０畅０４６－０畅０１３０畅１０１－－－
１１０２０畅２１８０畅５７３－－－０畅０６４０畅１３２
７９２０畅０４３０畅１６０－０畅０１７０畅０１７０畅０２４０畅０１５
２９２０／１６１００畅４２１０畅２３９０畅２６７１畅０２５０畅２５６０畅１１００畅４０４
内也是由于糠醛渣的脂肪族含量多，则相对应的峰高较强且远高于其他生物炭此峰的强度，而活性炭未出现此峰。１２５２～１１０２ｃｍ－１波数范围内，不同生物炭样品间吸收强度差别较强，其中１号生物炭样品有较强的吸收峰，其余在１４５０ｃｍ－１处都有一个微弱的吸收峰出现，而７号样品则没有此吸收峰。波数为７９３ｃｍ－１处，牛粪的吸收峰最强，表明其含有的芳香类物质较多，其次为糠醛渣，其余含量都较小。２畅３ 不同温度下制备的生物炭结构差异
图２为２００～５５０℃７个样品的红外吸收图谱。各样品的特征吸收峰基本相同，表明它们的表面基团种类大致相同。其红外图谱主要的吸收峰有：３４２４，２９２６，１７０７，１６１４，１５１２，１０９９，８７３，４６８ｃｍ－１。波数３４２４和２９２６ｃｍ－１的吸收峰分别为酚羟基和烷烃中Ｃ—Ｈ伸缩振动产生。其中３４２４ｃｍ－１的吸收峰主要是由分子间氢键缔合的醇、酚的—ＯＨ伸缩振动产生，可以看出其峰值随温度的升高有所减小。波数２９２６ｃｍ－１是烷烃中的Ｃ—Ｈ伸缩振动产生，随温度升高峰的吸收强度有减小的趋势，在温度为５５０℃吸收峰较弱，即随热解温度升高生物炭烷基基团丢失，说明生物炭的芳香化程度逐渐升高。１７００ｃｍ－１附近为羧基中Ｏ伸缩振动吸收峰，随温度升高峰逐渐下降直至为零。１６８０～１４５０ｃｍ－１范围内为苯环类的特征吸收区，不同温度下的样品其峰明显，即都有苯环类物质。在指纹区，出现在１１００ｃｍ－１的吸收峰认为是由于存在酚类和氢氧基团中的Ｃ—Ｏ伸缩振动产生，指纹区内在８７０ｃｍ－１随温度的升高有弱的芳香族化合物峰出现，而在４７８ｃｍ－１处不同温度下峰的吸收值大致相同，可见其可能含有相同的官能团。但２９２６ｃｍ－１处，只有２００～３００℃有极弱的吸收峰，随热解温度的升高烷基基团缺失，说明生物炭的芳香化程度逐渐升高。由此表明生物炭随温度的升高，其中的—ＯＨ和—ＣＨ２以及Ｏ的吸收峰都呈减弱的趋势，而芳香族基团吸收峰逐渐增强。２畅４ 不同温度下制备的生物炭ＦＴＩＲ图谱的峰强度分析
为了明确生物炭结构差异，用红外Ｏｍｎｉｃ软件计算了不同温度下各基团主要吸收峰的强度，进行了半定量分析见表
２。
Ｆｉｇ畅２ ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｂｉｏｃｈａｒｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
为了进一步更加直观的说明情况，绘制了温度‐强度曲线，从曲线中可以清楚地看到同一波数下不同温度时峰强的变化情况：从图３中可以看出３４２４ｃｍ－１处其峰峰强随温度的升高而降低，为此进行了回归方程分析：ｙ＝１７畅５５２ｘ－０畅６７５８（Ｒ２＝０畅８４６２），其原因可能是随温度的升高—ＯＨ间发生了缔合或者脱落导致—ＯＨ减少。２９２６ｃｍ－１处ＣＨ３和ＣＨ２的峰强度随温度升高降低，其变化曲线为ｙ＝１７畅５５２ｘ－０畅６７５８，（Ｒ２＝０畅８４６２），说明脂肪烃的—ＣＨ３和—ＣＨ２对温度非常敏感，随温度的升高有脱落或裂解。１７００ｃｍ－１处其峰强亦有降低的趋势，对其进行回归方程接近对数式：ｙ＝－３Ｅ－０６ｘ２＋０畅００２１ｘ－０畅１５２（Ｒ２＝０畅４５７１），其中在温度达４００℃及以上峰值为零，说明其Ｏ官能团随温度的升高发生了裂解或者脱落。以上
醇羟基、酚羟基和脂肪烃的—ＣＨ３和—ＣＨ２与羰基随温度升高峰强降低符合上面红外图谱分析的结果。１６８０～１４５０ｃｍ－１为苯环的吸收峰，从图３中可知在此区间内峰的强度并不弱且随温度逐渐升高，说明有苯环或脂肪族类的存在，且数目升温逐渐增多。
Ｔａｂｌｅ２ ＰｅａｋｈｉｇｈｏｆＦＴＩＲｏｆｂｉｏｃｈａｒｓｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
温度／℃２００２５０３００３５０４００５００５５０
吸收峰相对强度
３４２４０畅５１３０畅３６５０畅４４２０畅３１００畅２９４０畅２８３０畅２３９
２９２６０畅１３３０畅０９９０畅０４７０畅０２９０畅０５４０畅０３００畅００６
１７１００畅２１６０畅１５６０畅０１９０畅０２７－－－
１６１４０畅１３９０畅１９４０畅３０５０畅２０３０畅２２７０畅２３２０畅１８２
１５１２０畅０５００畅０２００畅０４３０畅０２９０畅１６９０畅１４２０畅１９０
１２１９０畅０４３０畅０４６０畅０２３０畅０２１２畅１４７２畅１６５２畅１８６
１０９９０畅１９９０畅１１００畅０６３０畅０９２０畅１８１０畅０４９０畅０１０
８７３－－－－０畅０５００畅０８９０畅０７８
４６７０畅０８２０畅０７８０畅０５６０畅０７６０畅０９５０畅０８４０畅０６６
２９２０／１６１４０畅９５７０畅０４６０畅１５４０畅１４３０畅２３８０畅１２９０畅０３３
２畅５ 不同处理方式下生物炭的结构差异
由图４可知，不同处理方式生物炭的红外图谱主要的吸收峰有：３７４１，３４３０，２９２６，１６１９，１４２１，１１１０，７７９，４６８ｃｍ－１。其中波数３７４１ｃｍ－１为由未缔合羟吸收，可见各峰的吸收强度都大致相当，据此推测不同处理方式下生物炭含有的基团并没有随处理方式不同而发生太大的变化。３４３０
振动引起，可见不同处理方式吸收峰都较强。波数２９２０对称与非对称伸缩振动引起，据此推测这两波数处基团不随处理方式不同而发生变化。１６２３和１４２２ｃｍ－１为苯环或芳香族的特征峰区，可以看出不同处理方式下都有明显的吸收ｃｍ－１左右的吸收峰为脂肪烃或者环烷烃—ＣＨ３和—ＣＨ２的
ｃｍ－１的吸收峰主要是分子间氢键缔合的醇、酚的—ＯＨ伸缩
峰，都含有苯环类物质。波数１１１０ｃｍ－１处在１３３０～１０６０ｃｍ－１吸收峰区间内处为酚、醚及醇的ＣＣ伸缩及—ＯＨ面外弯曲振动的吸收峰，不同处理方式中仅有处理方式２有
微弱的吸收，其余峰的吸收强度明显。波数７８０ｃｍ－１处的吸收峰表明有较少的芳香族化合物出现，
吸收强度均较弱。
Ｆｉｇ畅３
ＥｆｆｅｃｔｏｆｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｐｅａｋｈｉｇｈｏｆＦＴＩＲｏｆｂｉｏｃｈａｒｓ
吸收强度大致相等，表明这三种处理方式对ＯＨ的含量没有太大影响，但明显要高于活性炭的峰强度，这符合上面的分析结果。而３４３０ｃｍ－１处方式１和２峰强度差别不大，但要比方式３略大，推测由于高温微波加热致使醇、酚的—ＯＨ发生缩合或脱落所致，但这三种加热方式与活性炭差别不是很明显，与上结论相似。２９２６ｃｍ－１处吸收峰前两种加热方式的峰强大致相等，但低于处理方式３，峰强度大小顺序也符合上面的推测，其原因可能是微波加热保护了—ＣＨ３和—ＣＨ２或者其反应变迟缓，故在此波数吸收峰强度变大。１６１７～１４２１ｃｍ－１区间加热方式１的峰强度小于方式２，究其原因可能是方式１采用１００℃加热１ｈ和方式２采用３００℃加热２ｈ致使醇、酚中的—ＯＨ彼此结合或者脱落，有部分缩合为芳香基团，而方式２加热的时间较短，基团之间还来不及缩合，芳香基团红外吸收较弱，但均低于炭化方式３的微波加热，由于微波不同于直接加热，能使得苯环类基团钝化阻止其参与反应，使得苯环类物质得以保持原状，最终形成较多的生物炭芳香基团，因此红外吸收均较其他方式强。另外三种处理方式要高于作为对比的活性炭。波数１１１０ｃｍ－１处峰吸收强度相差不大，但方２强度最小。其两种加热方式对酚、醚、醇的ＣＯ及ＣＣ基团影响不大，低于微波加热的原因同以上１６１７～１４２１ｃｍ－１苯环类相似。在波数７７８和４６８ｃｍ－１强度峰处两种加热方式下峰强度基本相当，显示出不同的加热方式对芳香族化合物的影响甚微，相同基团则不变。
Ｆｉｇ畅４ ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｂｉｏｃｈａｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｙｓ
１：１００℃ｈｅａｔ（１ｈ）＋３００℃ｈｅａｔ（２ｈ）；２：３００℃ｈｅａｔ（２ｈ）；３：Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａｍｉｃｒｏｗａｖｅｏｖｅｎ２５ｍｉｎ；４：Ａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎ
综上所述，不同处理方式下非缔合羟基吸收强度大致相同，但都高于活性炭的—ＯＨ峰值，而—ＯＨ的吸收都与活性炭相近。—ＣＨ３和—ＣＨ２的吸收强度顺序为加热方式３（下简称方３）、方２、方１，方４，苯环类的吸收方４最弱。基团Ｏ中方２吸收最弱，其余都较强。２畅６ 不同处理方式下生物炭的ＦＴＩＲ图谱的峰强度分析
从表３中可以看出，在３７４１ｃｍ－１处加热方式１，２，３
Ｔａｂｌｅ３ ＰｅａｋｈｉｇｈｏｆＦＴＩＲｏｆｂｉｏｃｈａｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｙｓ
处理方式
１２３４
１００℃（１ｈ）＋３００℃（２ｈ）
３００℃加热２ｈ高温‐微波炉２５ｍｉｎ
活性碳
吸收峰相对强度
３７４１０畅０１６０畅０１８０畅０１６０畅００６
３４３００畅４８４０畅４６２０畅３９６０畅４１３
２９２６０畅０３４０畅０４８０畅０９３０畅０２１
１６２００畅３０９０畅３６６０畅２５９０畅０５６
１４２１０畅０９１０畅０９５０畅０９８０畅００４
１１１００畅０５５０畅０４４０畅１０７０畅１２９
７７９０畅０５４０畅０５８０畅０２７０畅０１５
４６８０畅０６００畅０３２０畅０４１０畅００６
２９２０／１６１００畅０８７０畅１３１０畅３５９０畅３７５
９６６光谱学与光谱分析 第３４卷
峰逐渐增强，这主要是高温导致—ＯＨ，—ＣＨ３，—ＣＨ２—，Ｏ间发生了缔合或脱落所致。
（３）不同炭化方式对生物炭红外特性有着显著影响。其中方式１采用１００℃加热１ｈ和方式２采用３００℃加热２ｈ致使醇、酚中的—ＯＨ彼此结合或者脱落，而方式２加热的时间较短，基团之间还来不及缩合，但影响小于使用方式３的微波加热，由于微波不同于直接加热使得苯环类钝化阻止其参与反应，使得苯环类物质得以保持原状，但三种处理方式产生的生物炭中的—ＯＨ吸收峰均强于活性炭。
３ 结 论
（１）不同的物料制备出的生物炭有羟基、芳香基及一些含氧基团的吸收峰，与活性碳秸秆官能团的红外吸收峰相近；但在１７０６和１１２０ｃｍ－１的吸收峰，不同物料间有显著差异。
（２）玉米秸秆生物炭随温度的升高，其—ＯＨ，—ＣＨ２以及Ｏ的吸收峰都呈减弱的趋势，而芳香族基团吸收
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
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ＺＨＥＮＧＱｉｎｇ‐ｆｕ１，２，ＷＡＮＧＹｏｎｇ‐ｈｅ１，ＳＵＮＹｕｅ‐ｇｕａｎｇ１，ＮＩＵＨｅ‐ｈｅ１，ＺＨＯＵＪｉａ‐ｒｕ１，ＷＡＮＧＺｈｉ‐ｍｉｎ１，ＺＨＡＯＪｉ３倡
１．ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮａｔｕｒａｌＰｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＷａｓｔｅ，Ｔｏｎｇｌｉａｏ ０２８０００，Ｃｈｉｎａ
２．ＢｉｏｌｏｇｙＰｏｓｔｄｏｃｔｏｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｉｏｎｓ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｈｈｏｔ ０１００２１，Ｃｈｉｎａ
３．ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ＆ＷａｓｔｅＫｅｓｏｕｒｃｅＲｅｕｓｅ，Ｈｕｈｈｏｔ ０１００２１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ）ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｏｆｓｅｅｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＩＲ）ｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｏｃｈａｒｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｔｈｅｂｉｏｃｈａｒｓｈａｖｅＩＲａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅａｋｓｏｆｈｙｄｒｏｘｙｌｓｇｒｏｕｐ，ａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐａｎｄｃｏｎ‐ｔａｉｎｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｇｒｏｕｐｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｉｖａｔｅｄ？ｉｎｏｔｈｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅａｋｓ，ｗｉｔｈａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍ‐ｐｅｒａｔｕｒｅｃａｎｍａｋｅ—ＯＨ，—ＣＨ３，—ＣＨ２—，ｔｏｂｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｏｒｌｏｓｓ，ａｎｄｐｒｏｍｏｔｅｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐｓ
ｄｕｒｉｎｇＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｒｎｓｔｒａｗ．Ａｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｔｈｅｈｅａｔｉｎｇａｎｄｍｉｃｒｏｗａｖｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ｈａｓａｃａｒｂｏｎ‐ｉｚｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｉｏｃｈａｒ，ｈｅａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｍａｙｍａｋｅ—ＯＨｉｎａｌｃｏｈｏｌａｎｄｐｈｅｎｏｌｔｏｃｏｍｂｉｎａｔｉｖｅｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒｏｒｌｏｓｓ，ａｎｄｔｏｆｏｒｍｂｅｎｚｅｎｅｒｉｎｇｇｒｏｕｐａｎｄａｎａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐ，Ａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐｉｎｍｉｃｒｏｗａｖｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｏｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｏｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎｔｈｅｈｏｔｒｅａｃｔｉｏｎ，ｔｏｆｏｒｍｔｈｅｍｏｒｅｂｅｎｚｅｎｅｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ．ＴｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＩｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍｃａｎｗｅｌｌａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｉｏｃｈａｒ，ａｎｄｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｔｃｏｍｐｒｉｓｅｓ—ＯＨ，ｔｈｅａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐａｎｄｏｔｈｅｒａｃｔｉｖｅｇｒｏｕｐｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＦＴＩＲ；Ｂｉｏｃｈａｒ；Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ；Ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
（ＲｅｃｅｉｖｅｄＯｃｔ．１６，２０１３；ａｃｃｅｐｔｅｄＪａｎ．２０，２０１４）
倡Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ
不同物料和炭化方式制备生物炭结构性质的FTIR研究
作者：作者单位：
郑庆福， 王永和， 孙月光， 牛鹤鹤， 周佳儒， 王志民， 赵吉， ZHENG Qing-fu，WANG Yong-he， SUN Yue-guang， NIU He-he， ZHOU Jia-ru， WANG Zhi-min， ZHAO Ji郑庆福,ZHENG Qing-fu(内蒙古民族大学分析测试中心，天然产物与废弃物利用研究所，内蒙古 通辽 028000; 内蒙古大学生物学博士后科研流动站，内蒙古 呼和浩特 010021)， 王永和,孙月光,牛鹤鹤,周佳儒,王志民,WANG Yong-he,SUN Yue-guang,NIU He-he,ZHOU Jia-ru,WANG Zhi-min(内蒙古民族大学分析测试中心，天然产物与废弃物利用研究所，内蒙古 通辽 028000)， 赵吉,ZHAO Ji(内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室,内蒙古呼和浩特,010021)
光谱学与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis2014(4)
刊名：英文刊名：年，卷(期)：
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gpxygpfx201404025.aspx