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生物炭是在无氧或者缺氧的条件下,生物质热解后形成的含碳量较高、稳定性较强的固体产物。稻秆作为制备生物炭的原材料具有来源广泛、数量巨大、可再生能力强等特点。生物炭作为潜在的土壤改良剂,其还田后对土壤及农作物生长的影响受到研究者的广泛关注。然而,制备条件对生物炭养分特性的影响机制研究相对缺乏。本论文主要以稻秆为原料,在不同热解条件下制备生物炭,通过热解产物产率计算、EA,XPS、SEM-EDS、BET、GC-MS等多种方法研究了不同热解条件对热解产物中碳、氮、磷、钾等养分元素的影响,揭示了生物炭制备过程中养分元素的迁移转化机制。其主要成果和结论如下:（1）CO2气氛下制备的生物炭产率、pH、养分元素的总量比N2气氛高;生物炭产率、养分元素的总量随温度升高而降低,而生物炭pH呈上升趋势;生物炭产率、养分元素不受进气流速的影响,但进气流速增大生物炭pH呈下降趋势;随着升温速率的增大,生物炭产率、pH、养分元素的总量呈下降趋势。对不同制备条件下的生物炭产率、pH、养分元素进行层次分析,从而得出CO2气氛下,当温度为400oC、升温速率为20oC/min、进气流速为0L/h时制备的生物炭较好。（2）随温度的升高,生物油中碳、氮元素先增加再减少,其中酚类物质是生物油的主要成分,生物油中含氮物质由含杂环氮物质向其他含氮类物质转化;气体产物中碳、氮元素处于增长的趋势;CO2气氛下生物油中酚类、酰胺类物质相对含量高于Ar气氛;CO2气氛下气体产物中碳、氮总量高于N2气氛。（3）CO2气氛下生物炭中碳、氮元素总量高于Ar气氛下,CO2气氛下生物炭中炭架结构稀疏,C与O的结合明显增加;热解时稻秆中的蛋白质、游离氨基酸、胺、吡咯、生物碱、无机盐迁移转化为生物炭中的氨基化合物、酰胺、腈、吡咯、胺、无机盐等物质,生物炭中氮元素主要是与碳元素相结合。（4）稻秆中的磷、钾元素基本保留在生物炭中,稻秆中有机磷转化为K2HPO3、（NaPO3）3、P4O10等物质保留在生物炭中,稻秆中卤化钾、KNO3、KNO2一部分以原来形态保留在生物炭中,一部分转化为钾络合物、石墨层-钾保留在生物炭中。（5）随温度升高,生物炭比表面积增加,生物炭主要以微孔和介孔为主;碳、氮、磷、硫元素相对总量减少,钾元素相对总量增加,无机氮、无机磷、无机硫相对含量增加,可利用性钾相对含量减少,但是无机氮、磷、可利用性钾相对总量减少,无机硫相对总量增加。因此,说明400oC的生物炭品质较好。（6）CO2气氛下制备的生物炭比表面积、总孔体积高于N2气氛,且生物炭中无机氮、无机磷、无机硫、可利用性钾相对含量高于N2气氛。由此表明CO2气氛下制备的生物炭品质优于N2气氛下制备的生物炭。