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針對秸稈直接還田難、綜合利用率低、焚燒污染嚴重，土壤碳庫匱缺、耕地質量提升乏力等“老、大、難”問題，沈陽農業大學率先提出了“秸稈炭化還田”新理論，確立了“以生物炭為核心，以炭化技術為基礎，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良劑為主要發展方向，兼顧能源化利用”的技術路線。2005年以來，圍繞“生物炭暨秸稈炭化綜合利用技術研究與應用”，項目組先后突破了生物炭規模化制備與農業應用關鍵技術，構建了全產業鏈技術體系，推動了成果高效轉化，為秸稈間接還田開辟了一條新途徑。    1. 研發出“半封閉式亞高溫缺氧干餾炭化工藝”和“組合式多聯產生物質快速炭化設備”，突破了秸稈“低成本、大批量制炭”的產業技術瓶頸。該工藝設備對原料適應能力強、生物炭生產效率高、能耗低，有效解決了農作物秸稈密度低、含水量高、預處理能耗大、炭化效率低等問題。所制備的生物炭含碳量高、孔隙豐富，可廣泛用于土壤碳封存、農田溫室氣體減排、化肥減量增效、耕地質量提升等領域。    2. 開發出生物炭基肥料等系列生物炭基農業投入品，集化肥減量、土壤改良、節本增效等功能于一身，寓土壤改良與土壤利用之中，突破了生物炭規模化田間應用技術瓶頸。綜合運用作物學、土壤學、植物營養學、微生物學、生物信息學等方法，系統揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用規律與機制。在此基礎上，遵循養分歸還學說和農田生態系統物質循環規律，發明了以生物炭為載體生產專用肥料、土壤改良劑、水稻育苗基質的技術與方法，開發出以生物炭基肥料為代表的系列生物炭基農業投入品，能夠在不增加農民生產成本的情況下實現秸稈間接還田，解決了生物炭直接還田成本高、推廣難、市場化程度低等問題，打通了生物炭規模化田間應用“最后一公里”，改變了化學類緩控釋肥料只減肥、改土作用不明顯、只在當季起作用的局面。    3. 開展了大規模試驗示范，構建了“分散制炭、集炭異地深加工”產業模式，實現了成果轉化。針對集中處置利用與秸稈等農林廢棄物分布廣、收儲運困難之間的矛盾，構建了“分散制炭、集炭異地深加工”產業模式，將產業鏈中的運輸成本降低約 70%；制定了《生物炭基肥料》農業行業標準并首次發布，突破了制約生物炭技術產業化和行業健康發展的“瓶頸”問題。    截至 2016 年底，項目技術累計推廣 1090.2 萬余畝，輻射全國 20 余個省（市、自治區）。其中，2014-2016 年，項目技術推廣應用 575 萬畝，新增銷售額 19665.6萬元，新增利潤 2359.9 萬元，節支增收 42890.9 萬元。合計新增經濟效益 45250.8萬元。

炭材料因其具有豐富的組織結構和許多優異的性能而獲得了廣泛的應用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纖維等炭材料早已深入到社會生活的各個領域并為人們所熟知，炭富勒烯及炭納米管的發現引起了人們對納米級炭材料的研究熱潮。炭元素同時可以形成球狀結構，粒徑大小范圍從幾十納米至幾十微米間的球形炭材料，由于具有耐熱、耐化學腐蝕性、強度高、粒徑大小及比表面積可調，可在吸附、儲能儲氣、納米器件、催化劑載體、潤滑劑等方面得到廣泛的應用。 從瀝青制備炭微球已為人們所熟知，具體方法有直接熱縮聚法、液相乳化法、懸浮法，所得到的炭球粒徑一般在幾十到上百微米。近年來興起了一些新的制備炭微球及納米球的方法，如加壓炭化法、電弧放電法、氣相沉積法、熱解法等，極大的豐富了炭微球及納米球的制備工藝。然而，這些方法總是存在這樣或那樣的局限性，如工藝繁瑣、收率低、產品不均一、成本高等。 本技術提供一種單純以聚丙烯腈為前驅體的生產炭微納米球的方法，該方法直接以聚丙烯腈球為前驅體制備炭納米球，無需共聚或包覆其它需去除性物質。該方法工藝簡單，產率高，適于大規模生產。 具體工藝包括： 1.聚丙烯腈球的無皂乳液聚合 將單體丙烯腈、無離子水以一定比例混合，氮氣保護下劇烈攪拌以除去空氣，然后升溫，加入引發劑進行乳液聚合，反應2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；將該乳液冷凍干燥后得到粒徑為150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的穩定化 將步驟（1）得到的聚丙烯腈微納米球粉末置于鼓風干燥箱中，程序升溫，在180～350℃進行預氧化穩定化處理，氧化時間為1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微納米球。 3.聚丙烯腈球的高溫炭化 將步驟（2）得到的穩定化后的聚丙烯腈球在惰性氣體保護下于700～1500℃程序升溫，進行炭化處理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微納米球。 球徑可控且純度極高，無需分離等后續工藝。如果進一步石墨化可獲得微納米石墨球。

該催化劑屬專利技術，該催化劑適用于焦化廢水處理。 鋼鐵工業煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960-100℃，得到焦碳和一些化工產品。同時，在生產過程中產生大量難以生物降解的芳香族有機物、雜環及多環化合物，且酚含量較高，這些污染物如果未經處理或處理不當隨廢水排放，將對水體產生嚴重污染。國內外對焦化廢水的處理都沒有理想的處理方法。 目前，用固體催化劑處理焦化廢水的方法主要有催化濕式氧化法、光催化氧化法等。催化濕式氧化法是八十年代國際上發展起來的一種處理高濃度難生物降解有機廢水的處理技術（US 4699720,1987）。它是在反應釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機物氧化成CO2、H2O等無害物，以達到凈化的目的。至今有多種過度金屬氧化物被認為對濕式氧化有催化活性，中國大連化學物理研究所（水處理技術23(1997,2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長，但價格昂貴，使其應用受到極大的限制。光催化氧化法是光催化過程采用半導體材料為催化劑，在可見或紫外光作用下，有一部分近紫外光（290-400nm）極易被有機污染物吸收，在有活性物質存在時發生強烈的光化學反應，使有機物發生降解。半導體光催化劑主要有TiO2、ZnO、WO3等物質，其中以TiO2光催化劑的研究最為活躍（應用化學18（2001（11））912-914）。光催化氧化技術對染料廢水、農藥廢水、酚類物質及制藥廢水都有較好的處理效果，但此工藝要實現工業化還需要在提高催化劑的活性、解決催化劑的分離、開發高效光反應等方面取得突破性成果。 技術內容： 主要解決的技術問題是：提出一種處理焦化廢水用催化劑的制備方法，應用該催化劑與H2O2共同作用催化氧化處理焦化廢水。 這種活性炭載氧化銅催化劑，其組分和含量為：氧化銅重量百分比含量為1.0-5.0%，活性炭重量百分比含量為95.0-99.0%。 技術特點： 活性炭載氧化銅催化劑的制備是以硝酸銅為原料，以活性炭為載體，將氧化銅載到活性炭上，催化劑制備方法簡便、價格低廉、穩定性好、催化活性高。用該催化劑催化氧化處理焦化廢水，可在35-40°C條件下直接進行，易于操作，反應條件溫和，COD去除率高。

本發明公開了一種能安全吸附水體中鎘的生物質炭的制備方法，包括以下步驟：1)、將收割后的象草除雜后風干，然后依次進行粉碎、烘干；2)、粉碎烘干后的象草放入炭化爐內，然后以4～6℃/min的速率升溫至480～520℃進行隔氧炭化反應，保溫反應1.8～2.2h；3)、將步驟2)所得的炭化后象草冷卻至室溫，粉碎過篩，得生物質炭。本發明克服了現有吸附技術治理重金屬污水過程中吸附效率不高、易導致二次污染和成本較高這三大問題；同時對植物廢棄物中碳素進行了穩定封存，減少了二氧化碳排放，具有顯著的生態效益。

“秸稈還田”是增加土地有機碳含量提高土地持續生產能力及節省人力物 力的有效方法。但是此法達到預期效果的時間周期長，而且容易造成耕地問題 保水性變差等一系列問題。據調查，我國僅因氮肥流失造成的損失每年在 400 億元以上，且部分地區由于施肥不當已引起嚴重的環境污染。 數據顯示：若將土壤有機質含量提高 1%的話，相當于土壤從空氣中凈吸收 了 306 億噸 CO2。每增加 0.1 個百分點的土壤有機質含量就可釋放 600-800 千克 /公頃的糧食生產潛力。如果將秸稈經過熱解炭化轉化為生物炭，并與化肥進行 調質處理后施用可實現兩全其美。 

“秸稈還田”是增加土地有機碳含量提高土地持續生產能力及節省人力物力的有效方法。但是此法達到預期效果的時間周期長，而且容易造成耕地問題保水性變差等一系列問題。據調查，我國僅因氮肥流失造成的損失每年在400億元以上，且部分地區由于施肥不當已引起嚴重的環境污染。 數據顯示：若將土壤有機質含量提高1%的話，相當于土壤從空氣中凈吸收了306億噸CO2。每增加0.1個百分點的土壤有機質含量就可釋放600-800千克/公頃的糧食生產潛力。如果將秸稈經過熱解炭化轉化為生

本發明公開了一種煙氣脫硫、脫硝用伽瑪型三氧化二鋁膜和五氧化二釩改性污泥活性炭,其原料組分為ALCL3·6H2O、V2O5及污水處理廠的污泥;制備步驟為: ①制備AL(OH)3溶膠; ②制備污泥活性炭; ③制備伽瑪型三氧化二鋁膜改性污泥活性炭; ④制備伽瑪型三氧化二鋁膜和五氧化二釩改性污泥活性炭。 本發明首次將伽瑪型三氧化二鋁膜和五氧化二釩用于改性污泥活性炭的制備,有效提高了污泥活性炭的脫硫、脫硝效率,符合現有使用要求。本發明應用于對低濃度煙氣的脫硫和脫硝。

納米氮化硼材料兼具氮化硼和納米材料的雙重優勢，廣泛應用于航空航天、高端電子散熱材料、吸附劑、水凈化、化妝品等領域。項目團隊開發出一種能夠實現形貌和尺寸均一且具有超大比表面積多孔氮化硼納米纖維的規模化制備技術，目前市場尚未實現規模化生產。該技術合成工藝簡單可控、成本低、過程綠色環保，處于國際領先地位。 1 產品的應用領域 圖2 高性能氮化硼納米纖維粉體 圖3 氮化硼納米纖維粉體微觀形貌

陳溫福院士團隊孟軍教授課題組在生物炭-微生物協同治理抗生素污染方面取得新進展