nghiên cứu về than sinh học

Hoạt động sinh viên Nghiên cứu khoa học (NCKH) là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong mục tiêu đào tạo của Viện Công nghệ Hàng không Vũ trụ. Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học là dịp để trao đổi chuyên môn học thuật, hợp tác NCKH cho sinh viên và giảng viên. [2] Xem thêm: Tsuchiya Hiroshi, Khảo cứu về chuyến thăm của hai quan chức Trung Quốc đến nhà dòng tộc Nozaki vào cuối thời Minh Trị và Mãn Thanh - Trương Cảnh và Tưởng Phủ, Tạp chí "Nghiên cứu cộng sinh văn hóa", số 15, tháng 3 năm 2016, Trường Cao học Khoa học Xã hội và Than sinh học là sản phẩm dạng rắn, có màu đen, giàu cacbon cố định (C), thu được từ quá trình nhiệt phân (cacbon hóa) sinh khối hữu cơ, ví dụ gỗ, phế phẩm nông nghiệp, chất thải hữu cơ (rơm rạ, bã mía, phân, trấu, vỏ, v.v…), chất thải sau chế biến thực phẩm, bùn thải, các nguyên liệu được làm nóng đến nhiệt độ từ 150 độ C đến cả 1000 độ C dưới điều kiện nồng độ oxy 14/10/2022 Sinh viên DUE xuất sắc đạt Giải Nhất Sinh viên nghiên cứu khoa học Đại học Đà Nẵng năm 2022 13/10/2022 Thăm và Chúc mừng Ngày Doanh nhân Việt Nam 13/10 12/10/2022 Chuẩn bị sẵn sàng cho Hội thảo khoa học quốc gia về Logistics và Quản lý chuỗi cung ứng Việt Nam lần thứ Nghiên cứu về sức khỏe là một sức mạnh then chốt để cải thiện các hoạt động của hệ thống y tế. Việc nghiên cứu giúp các quốc gia xác định nhu cầu và liên kết việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu. Xây dựng khả năng làm nghiên cứu là một bước quan trọng trong việc phát triển hệ thống y tế ở các nước phát triển. TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI - TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC. Giấy phép xuất bản số 425/GP-BTTTT do Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 26/08/2016. Địa chỉ: Phòng 426, Nhà A1, Trường Đại học Y Hà Nội - Số 1, Tôn Thất Tùng, Đống Đa, Hà Nội. Điện thoại: (+84) 243. 852 7622 Vay Tiền Online Chuyển Khoản Ngay. Mô tả sản phẩm Giới thiệu sản phẩm Từ thế kỷ 21, do các vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường và thiếu hụt năng lượng, các vật liệu tổng hợp sinh khối, bao gồm cả vật liệu tổng hợp tự nhiên, đã nhận được sự quan tâm rất lớn từ các nhà khoa học và nhà nghiên cứu. Trong giai đoạn gia cố, các loại thực vật như sợi đay, sợi chuối và bã mía,… đã được áp dụng thành công trong cả ma trận nhiệt dẻo. Là một quốc gia có nguồn tài nguyên mía lớn, Việt Nam là quốc gia nổi tiếng trên thế giới về sản xuất đường mía. Các đặc điểm hấp dẫn tự nhiên như chi phí thấp, yêu cầu năng lượng thấp, sẵn có dồi dào, tái tạo, không gây kích ứng da, cường độ cao hơn tỷ lệ trọng lượng, tỷ lệ khung hình cao L/D, và mô đun độ bền và độ đàn hồi cao, do đó cho thấy rất tốt tiềm năng thay thế sợi thủy tinh, cácbon hoặc các chất tổng hợp khác. Sợi thực vật có khả năng phân hủy sinh học và tỉ trọng thấp hơn nhiều so với sợi tổng hợp. Chúng có khả năng gia cường cho cả nhựa nhiệt rắn và nhiệt dẻo. Nhựa epoxy EP, là một trong những loại nhựa được sử dụng phổ biến, đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau do tính chất cơ học tuyệt vời, kháng hóa chất và điện hóa. Một lượng lớn nghiên cứu đã được thực hiện để điều chỉnh các tính chất cơ học của Epoxy bằng cách thêm các chất tạo hạt vô cơ hoặc chất tổng hợp. Trong khi đó, một số nhà nghiên cứu đã cố gắng thêm các chất tự nhiên vào Epoxy để tạo ra hỗn hợp hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn. Với mong muốn bước đầu có thể tạo ra vật liệu nhựa sử dụng nguồn tài nguyên sẵn có là bã mía với độ bền cao và dễ phân hủy để thay thế cho sợi thủy tinh, cácbon thông thường nên em đã chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tái chế bã mía ứng dụng chế tạo vật liệu xanh thân thiện với môi trường có khả năng tự phân hủy sinh học” Tính năng cơ bản Ứng dụng chính của vật liệu composite gia cường sợi thực vật là thay thế nguồn nguyên liệu gỗ đang ngày càng cạn kiệt, thay thế vật liệu composite gia cường sợi tổng hợp trong các ứng dụng không đòi hỏi tính chất cơ lý cao, nhằm làm hạn chế sự ô nhiểm môi trường. Chúng có thể được sử dụng làm mái nhà, cửa, panô, bàn, ghế, … Một số sản phẩm cửa lùa và panô quảng cáo làm từ loại vật liệu này cũng đã có mặt trên thị trường. Làm vật liệu xây dựng và trang trí nội thất như cửa, mái hiên, thay thế ván ép làm bàn ghế, Xuất xứ sản phẩm cá nhân Mô tả cơ bản Tổng quan về vật liệu composite Vật liệu composite Vật liệu composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên. Vật liệu gia cường và vật liệu nền nhằm tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội so với từng vật liệu riêng lẻ. Độ bền của composite phụ thuộc vào hàm lượng, sự sắp xếp, loại sợi và pha nền. Vật liệu composite gia cường sợi thực vật Vật liệu composite gia cường sợi thực vật ở đây là loại vật liệu composite mà pha gia cường có nguồn gốc từ sợi của các loại thực vật như bã mía, đay, gai dầu, lanh,... Sợi thực vật là nguồn vật liệu phân hủy sinh học có ở khắp nơi trên thế giới. Các nghiên cứu gần đây cho thấy sơi thực vật có thể dùng làm pha gia cường trong vật liệu polymer composite nhằm thay thế pha gia cường sợi tổng hợp không tái sinh được [2]. Trước đây, vật liệu polymer composite thường đi liền với pha nền nhựa nhiệt rắn hay nhiệt dẻo và pha gia cường thường là các loại sợi như cácbon, thủy tinh,... Tuy nhiên trong những năm gần đây, loại vật liệu composite với pha gia cường sợi thực vật đang thu hút sự quan tâm vì đây là giải pháp hiệu quả để giải quyết các vấn đề về giá trị kinh tế, môi trường và sự cạn kiệt mỏ dầu,... Các loại sợi thực vật thường được nghiên cứu như sợi lanh, gai dầu, cọ dầu, đay, chuối, bã mía, cotton, chà là, vỏ trấu và bã mía,... [3] So với các loại sợi tổng hợp như cácbon, aramide, boron và sợi thủy tinh, ... sợi thực vật nói chung và sợi bã mía nói riêng có nhiều lợi thế hơn như giá rẻ, dễ tái sinh, dễ phân hủy, ít gây ô nhiểm môi trường và tận dụng được nguồn nguyên liệu có sẵn ở địa phương, Yêu cầu đối với cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai ứng dụng sản phẩm Bã mía là phần phế thải trong quá trình chế biến đường từ cây mía Loh et al., 2013. Cây mía đường, sacchahrum officianum, là loài thân thảo, cao 2 – 4 m, thân có chia đốt, đường kính có thể tới 40 – 60 mm. Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm và có giá trị kinh tế cao và là một trong các nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường nên được trồng ở nhiều địa phương trên cả nước. Bã mía sau khi ép tách đường còn chứa khoảng 50% ẩm và 1 – 2% đường. Trong thời gian qua, các ứng dụng của bã mía chưa được khai thác triệt để, chỉ dừng lại ở việc dùng làm nhiên liệu đốt lò hoặc làm bột giấy, và ván ép dùng trong xây dựng, …Loh et al., 2013 Hơn nữa, việc tận dụng bã mía làm nhiên liệu thông qua quá trình đốt cháy trực tiếp có thể gây ra các vấn đề môi trường. Nếu composite có thể được sản xuất từ nguyên liệu này sẽ mang lại lợi ích cả về môi trường và kinh tế Salit, 2014; Verma et al., 2012. Chính vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng bã mía trong sản xuất composite là rất cần thiết. Sản phẩm được phát triển trong khoảng thời gian 1 năm Số người tham gia làm 1 Sản phẩm có mặt trên thị trường hoặc đưa vào ứng dụng rộng rãi trong khoảng thời gian 1-3 năm Phạm vi thị trường và ngành ứng dụng doanh nghiệp Tiêu chí tự đánh giá sản phẩm ý tưởng dự thi Tính sáng tạo, đổi mới và công nghệ Cây bã mía có giá trị kinh tế và ý nghĩa văn hóa cao đối với nước ta. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ các vật dụng trong nhà đơn giản đến các ứng dụng công nghiệp. Ứng dụng chính của bã mía là làm giấy và bột giấy, nhạc cụ, vũ khí, bè, cầu, củi, thức ăn, đồ đựng thức ăn, đồ thủ công mỹ nghệ và trang trí nội thất, .... Trong những năm gần đây, sợi bã mía được nghiên cứu làm pha gia cường trong vật liệu composite. Sự phát triển nhanh của bã mía khiến chúng trở nên càng phổ biến. Tính ứng dụng Cây bã mía có giá trị kinh tế và ý nghĩa văn hóa cao đối với nước ta. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ các vật dụng trong nhà đơn giản đến các ứng dụng công nghiệp. Ứng dụng chính của bã mía là làm giấy và bột giấy, nhạc cụ, vũ khí, bè, cầu, củi, thức ăn, đồ đựng thức ăn, đồ thủ công mỹ nghệ và trang trí nội thất.... Trong những năm gần đây, sợi bã mía được nghiên cứu làm pha gia cường trong vật liệu composite. Sự phát triển nhanh của bã mía khiến chúng trở nên càng phổ biến. Tính hiệu quả Theo tài liệu nghiên cứu về chế tạo vật liệu composite nhựa epoxy gia cường bằng sợi bã mía [10], hàm lượng sợi gia cường thỏa mãn độ bền kéo, độ bền va đập và độ bền uốn tốt nhất là 20% so với nhựa nền. Chính vì vậy, trong đề tài này, chúng tôi sử dụng hàm lượng sợi bã mía gia cường là 20% khối lượng nhựa nền. Dựa vào các khảo sát trong nghiên cứu các tỉ lệ đóng rắn nhựa nền Epoxy Epikote 240 với chất đóng rắn DETA [11]. Công trình nghiên cứu đã chọn hàm lượng chất đóng rắn chiếm 12,96% khối lượng nhựa nền để thực hiện nghiên cứu. Sợi bã mía được xử lý bằng 5% dung dịch NaOH đã được sử dụng để điều chế sợi bã mía vật liệu tổng hợp. Sợi bã mía thu được như hình a, b, đường kính và chiều dài sợi phù hợp để chế tạo vật liệu compozit nền polyme. Hình cho thấy việc chế tạo vật liệu compozit nền epoxy gia cường bởi lai ghép giữa sợi thực vật và sợi thủy tinh đã thành công, sự kết dính đạt yêu cầu. HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU COMPOZIT Khả năng tương thích giữa sợi tự nhiên và ma trận nhựa là một trong những yếu tố quyết định ảnh hưởng đến tính chất cơ học và nhiệt của vật liệu tổng hợp. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu hình thái cấu trúc ở các độ phân giải khác nhau của bề mặt gẫy vật liệu. Như được hiển thị trong hình các điểm dữ liệu về các vùng giao diện giữa nhựa và sợi bã mía cho thấy sự tương hợp là rất tốt, sợi bã mía vẫn còn bám chặt trên nền nhựa hình mũi tên đỏ, đặc biệt khi có thêm phụ gia nano xem hình Rõ ràng là sợi bã mía được xử lý 5% khối lượng NaOH thể hiện cường độ tương hợp tốt mặc dù sử dụng nồng độ NaOH là thấp so với các công trình đã công bố, phù hợp với các quan sát SEM. Tiềm năng phát triển Sau thời gian thực hiện đề tài “Nghiên cứu tái chế bã mía ứng dụng chế tạo vật liệu xanh thân thiện với môi trường có khả năng tự phân hủy sinh học” em đã đi đến các kết luận 1. Đã chế tạo được 4 loại mẫu vật liệu với các tỷ lệ lần lượt là Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10%; Epoxy epikote 240 – DETA – Bã mía – 20%; Epoxy epikote 240 – DETA – Bã mía – 30% và Epoxy-DETA. 2. Đã khảo sát hình thái cấu trúc của vật liệu nền nhựa polyester khi tỉ lệ bã mía/nhựa polyester là 10%, 20% và có sợi thủy tinh. Kết quả cho thấy mẫu vật liệu ở tỷ lệ bã mía/nhựa polyester là 10% cho thấy mức độ dàn đều và liên kết giữa nhựa và vật liệu gia cường cao nhất. 3. Đã xác định tính chất cơ học gồm độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén và độ bền va đập của 4 loại mẫu vật liệu chế tạo được, kết quả cho thấy mẫu vật liệu ở tỷ lệ mẫu Epoxy-DETA là 50/100 PKL cho độ bền cơ học cao nhất sau đó đến tỉ lệ mẫu Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10% cao thứ hai và cũng chênh lệch nhiều so với mẫu Epoxy-DETA. Như vậy, tổ hợp vật liệu có thành phần chất Epoxy epikote 240 – DETA–Bã mía – 10% cho các tính chất cơ lý hoá tốt nhất nên được chọn chế tạo vật liệu nanocomposite nền nhựa epoxy. Dưới đây là các thông tin và kiến thức về chủ đề nghiên cứu về than sinh học hay nhất do chính tay đội ngũ laodongdongnai chúng tôi biên soạn và tổng hợp 1. Vai trò của than sinh học Biochar trong sản xuất nông nghiệp 2. Than Sinh học – coffee&climate toolbox 3. Giới thiệu về than sinh học – ứng dụng cải tạo đất trong dự án Eco-fair 4. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất than sinh học chất lượng cao và giấm gỗ sinh học từ nguyên liệu gỗ rừng trồng bạch đàn và keo 5. Than sinh học Tiềm năng ứng dụng tại Việt Nam – VNCPC 6. Phát triển thị trường than sinh học tại Việt Nam 7. Nghiên cứu sản xuất than sinh học từ rác thải sinh hoạt dễ phân hủy và phế phẩm nông nghiệp 8. Than sinh học – vàng đen’ cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ, tuần hoàn 1. Vai trò của than sinh học Biochar trong sản xuất nông nghiệp Tác giả Ngày đăng 03/27/2019 0218 PM Đánh giá 3 ⭐ 84796 đánh giá Tóm tắt Khớp với kết quả tìm kiếm Key words rice straw, rice husk, biochar, pyrolysis. 1. Mở đầu. Than sinh học TSH là thuật ngữ dùng để chỉ các bon đen black carbon hay biochar,….. read more 2. Than Sinh học – coffee&climate toolbox Tác giả Ngày đăng 06/23/2021 0548 PM Đánh giá 3 ⭐ 65615 đánh giá Tóm tắt Khớp với kết quả tìm kiếm Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ bổ sung dinh dưỡng khoáng hợp lý vào than sinh học để sản xuất phân hữu cơ khoáng thế hệ mới dùng bón lót cho cây ……. read more 3. Giới thiệu về than sinh học – ứng dụng cải tạo đất trong dự án Eco-fair Tác giả Ngày đăng 07/11/2021 0209 AM Đánh giá 3 ⭐ 55757 đánh giá Tóm tắt Khớp với kết quả tìm kiếm Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng than sinh học trong nông nghiệp, làm rõ các tác động tích cực đến từng loại đất và cây trồng đặc thù cũng như ……. read more 4. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất than sinh học chất lượng cao và giấm gỗ sinh học từ nguyên liệu gỗ rừng trồng bạch đàn và keo Tác giả Ngày đăng 11/23/2020 0541 AM Đánh giá 4 ⭐ 37921 đánh giá Tóm tắt Giấm gỗ sinh học được xem như một loại nguyên liệu hữu cơ dùng trong bảo vệ thực vật sinh học cho nông nghiệp sạch tiêu diệt, xua đuổi côn trùng, sâu bệnh hại…, khử mùi hôi chất thải, làm sạch môi trường sống… Khớp với kết quả tìm kiếm Dựa trên nguồn sinh khối ở từng nơi mà các doanh nghiệp sẽ nghiên cứu đầu tư khai thác. Kết quả khảo sát của IBI International Biochar. Initative từ các doanh ……. read more 5. Than sinh học Tiềm năng ứng dụng tại Việt Nam – VNCPC Tác giả Ngày đăng 03/19/2020 0634 AM Đánh giá 5 ⭐ 80238 đánh giá Tóm tắt Khớp với kết quả tìm kiếm Một số nghiên cứu còn cho thấy tác dụng của than sinh học đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng còn cao hơn nếu bón kết hợp với phân khoáng….. read more 6. Phát triển thị trường than sinh học tại Việt Nam Tác giả Ngày đăng 08/07/2019 1236 AM Đánh giá 4 ⭐ 78352 đánh giá Tóm tắt ĐCSVN – Theo đánh giá của Tổ chức Phát triển công nghiệp Liên hợp quốc UNIDO, công nghệ nhiệt phân sản xuất than sinh học chính là giải pháp thông minh giúp nâng cao giá trị cho nông sản, giảm phát thải khí nhà kính, thúc đẩy việc chuyển đổi các phụ phẩm nông nghiệp thành nguồn năng lượng sạch tại Việt Nam. Khớp với kết quả tìm kiếm Phương pháp đánh giá hiệu quả than sinh học đến cây hồ tiêu. – Kế thừa các kết quả của Viện Môi trường Nông nghiệp nghiên cứu về than sinh học trên một số ……. read more 7. Nghiên cứu sản xuất than sinh học từ rác thải sinh hoạt dễ phân hủy và phế phẩm nông nghiệp Tác giả Ngày đăng 10/23/2020 0757 PM Đánh giá 3 ⭐ 71452 đánh giá Tóm tắt Sự phát sinh chất thải rắn sinh hoạt và phế phẩm nông nghiệp tại tỉnh An Giang đang trong tình trạng báo động, bởi do các tác hại của chúng đến môi trường và sức khỏe con người. Mặt khác, với tốc độ gia tăng dân số nhanh tại các đô thị và kèm theo sự gia tăng tiêu thụ về nguồn năng lượng đã làm cho An Giang đang đối mặt với sự thiếu hụt năng lượng. Để giải quyết những vấn đề này, cần phải có biện pháp quản lý chất thải rắn một cách thích hợp và phải hướng về các nguồn năng lượng tái tạo mới. Do đó, trong nghiên cứu này, than sinh học sản xuất từ rác thải hữu cơ dễ phân hủy và phế phẩm nông nghiệp cụ thể là rơm rạ không chỉ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở tỉnh An Giang mà còn có khả năng là nguồn năng lượng tái tạo mới. Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy trong chất thải rắn khoảng – điều này chứng tỏ nguồn vật liệu này là thích hợp để làm than sinh học. Than sinh học được tạo ra bởi quá trình đun yếm khí vật liệu hữu cơ với nhiệt độ khoảng từ 450 0C – 600 0C trong thời gian 3 giờ. Năng lượng có từ than sinh học là MJ/Kg – MJ/Kg thích hợp thành nguồn nhiên liệu mới. Hàm lượng than sinh học thu được với hiệu suất khoảng 28% – 35%. Có thể thấy rằng, rác thải sinh hoạt dễ phân hủy và phụ phẩm nông nghiệp có thể biến đổi thành than sinh học để giải quyết vấn đề quá tải của rác thải trong môi trường và đồng thời góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng. Khớp với kết quả tìm kiếm Than sinh học Biochar là một tên khác của than củi, được sản xuất bằng cách … có công trình nào đã được nghiên cứu về vấn đề này liên quan đến cà phê….. read more 8. Than sinh học – vàng đen’ cho sản xuất nông nghiệp hữu cơ, tuần hoàn Tác giả Ngày đăng 11/17/2019 1114 PM Đánh giá 4 ⭐ 11315 đánh giá Tóm tắt Khai thác giá trị phụ phẩm trong nông nghiệp, than sinh học trở thành “vàng đen” quý bảo vệ vi sinh vật có lợi cho đất, góp phần giảm phát thải nhà kính. Khớp với kết quả tìm kiếm Đây là loại than sinh học chất loại cao được Trung tâm Nghiên Cứu, Tư Vấn Sáng Tạo và Phát Triển Bền Vững CCS nghiên cứu và phát triển….. read more Tình trạng ô nhiễm môi trường trầm trọng từ khí thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt quá lớn, khai thác tài nguyên đất cạn kiệt dẫn đến bạc màu, xói mòn, năng suất nông nghiệp giảm sút, diện tích trồng trọt thu hẹp do hiện tượng sa mạc hóa. Bên cạnh đó, việc sử dụng các sản phẩm,thức ăn, phân bón hóa chất độc hại cho cây trồng và vật nuôi để tăng năng suất đã và đang làm gia tăng các bệnh tật nguy hiểm ở con người, suy giảm tuổi thọ. Đối mặt với các vấn đề như vậy thì việc thế giới ngày càng quan tâm hơn đến chất lượng cuộc sống, đến môi trường sạch, an toàn là điều tất yếu. Và cuộc cách mạng xanh lần thứ 3 diễn ra chỉ còn là vấn đề về thời gian, trong đó lựa chọn ưu tiên số 1 sẽ mang tên Biochar than sinh học. Biochar giải quyết được hầu hết các vấn đề môi trường cấp thiết như chống ô nhiễm nguồn đất, tăng năng suất cây trồng, bảo vệ môi trường khỏi hiệu ứng nhà kính… 1. Khái niệm về than sinh học Cách đây 7000 ngàn năm ở khu vực sông Amazon người bản địa ở đây đã tạo ra được một lớp đất đen giúp nâng cao năng suất và lưu giữ độ màu mỡ của đất, người ta gọi lớp đất này là Terra Preta. nó được hình thành từ lá cây, xương động vật... trải qua quá trình phân hủy lâu dài nó tạo ra một lớp đất đen mang lại sự màu mỡ cho đất. Hiện nay, con người đã tạo ra được Biochar, một loại than sinh học mà sau một thời gian được chôn dưới đất nó sẽ phân hủy và cùng với môi trường xung quanh tạo ra lớp Terra Preta .Nó được mệnh danh là “vàng đen” vì những tác dụng quý báu của nó đối với nông nghiệp và môi trường. Cụ thể Than sinh học được dùng để chôn dưới đất, sau phân hủy sẽ cho ra một loại phân bón hữu cơ, đây là một loại phân bón tốt và thân thiện môi trường. Than sinh học có hàm lượng cacbon cao và đặc tính xốp giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất. Than sinh học còn có đặc tính như một bể chứa Cacbon tự nhiên, cô lập và giữ khí CO2 trong đất 2. đặc tính của than sinh học tỷ lệ dinh dưỡng trong than sinh học Hầu hết than sinh học được tạo ra trong khoảng nhiệt độ từ 450oC - 550oC nên sẽ ảnh hưởng tới việc mất N và S Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao800oC có pH và EC cao, mất NO3- trong khi ở nhiệt độ thấp 350oC lấy ra P, NH4+ và phenol. diện tích bề mặt riêng và vi lỗ trong than sinh học Diện tích bề mặt riêng và vi lỗ của than sinh học tăng theo nhiệt độ. Mặc dù cùng nguyên liệu nhưng công nghệ sản xuất khác nhau sẽ cho ra các loại than sinh học khác nhau. Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp <450oC có diện tích bề mặt riêng <10m2 /g. Vi lỗ đường kính < 2nm có ảnh hưởng đến việc tăng diện tích bề mặt khả năng trao đổi cation CEC Than sinh học sản xuất ở nhiệt độ thấp có khả năng trao đổi cation cao, trong khi than sinh học sản xuất ở nhiệt độ cao cao trên 600oC thì khả năng trao đổi cation rất ít hoặc không có. Do đó than sinh học bón cho đất không nên sản xuất ở nhiệt độ cao. Than sinh học có khả năng trao đổi cation có khả năng hấp thụ kim loại nặng và các hóa chất nông nghiệp như thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ trò của biochar than sinh học Than sinh học trong sử dụng làm phân hữu cơ có những yếu tố quan trọng đối với đất, như sau Cung cấp các nguyên tố có lợi cho quá trình phát triển và trưởng thành của cây, cải thiện tính chất vật lý, hóa học của đất, tạo điều kiện thuận lợi kích thích cho vi sinh vật có lợi phát triển. Than sinh học không những cải thiện hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu mà còn tăng cả khả năng giữ dinh dưỡng và nước trong đất do các yếu tố này được hấp thụ vào trong các khe hở của than sinh học. Ngoài việc cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết, trong than sinh học có các axít humic chứa các hóc môn có khả năng tăng trưởng cây trồng Nardi và cộng sự, 2000. Một số nghiên cứu còn cho thấy tác dụng của than sinh học đối với sinh trưởng và năng suất cây trồng còn cao hơn nếu bón kết hợp với phân khoáng Lehmann và cộng sự, 2002. Than sinh học được cho là có khả năng hấp thu các amoni từ dung dịch đất. Sự cố định đạm lên bề mặt than sinh học giúp làm giảm lượng đạm bị mất do thấm xuống đất. Làm tăng tỷ lệ nitrat hóa ở đất rừng tự nhiên đất loại này có tỷ lệ nitrat hóa tự nhiên rất thấp Có khả năng làm giảm sự bay hơi amoniac, bởi vì nó làm giảm amoni có trong dung dịch đất và làm tăng pH của đất, cả hai điều kiện giúp không hình thành amoniac và bay hơi. Ngoài ra,than sinh học được cho là có khả năng xúc tác khử oxit nitơ khí gây hiệu ứng nhà kính thành khí nitơ. Khử mùi và khử trùng tại các trại chăn nuôi. Người ta có thể sử dụng than sinh học kết hợp với chế phẩm vi sinh để làm lớp thảm sinh học cho các trại chăn nuôi gia cầm. Nâng cao chất lượng đất từ 80% đến 220%, tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây và chống xói mòn cho đất, đặc biệt là đất ở những địa hình không ổn định Làm cho chất thải hữu cơ thối rữa, giải phóng khí CO2 có hại vào khí quyển, và cho phép cây trồng lưu trữ CO2 mà nó hấp thu từ không khí trong quá trình quang hợp, một cách an toàn. Than sinh học hấp thu 50% CO2 từ sự hô hấp của cây để lưu giữ tạo ra các dạng năng lượng, đặc tính này của than sinh học là một hướng đi trong cuộc cách mạng bảo vệ môi trường, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính. Nhiều nghiên cứu cho thấy khi bón than sinh học vào đất acid và đất nghèo dinh dưỡng kết hợp với bón phân thì cho năng suất cao hơn so với bón từng thứ riêng lẻ. Điểm chính khi bón than sinh học vào đất là làm tăng hiệu quả sử dụng phân đạm của cây trồng. Nhiều bằng chứng cho thấy năng suất không đổi khi giảm lượng phân đạm đáng kể đồng thời bón than sinh học. Ở những vùng đất bị nhiễm độc Cyanua do việc khai thác các mỏ kim loại thì bón than sinh học sẽ góp phần giúp tái táo và lọc chất độc trong đất. 4. Sản xuất than sinh học KHPTO - Nhóm nghiên cứu Huỳnh Phan Khánh Bình, Trường đại học xây dựng Miền Tây, Trương Thị Nga, Trường đại học Cần Thơ đã nghiên cứu than có nguồn gốc từ tràm, tre và vỏ trấu được tạo bằng phương pháp truyền thống nhằm phân tích và đánh giá tiềm năng sử dụng các loại than này như một loại than sinh học để có thể ứng dụng vào lĩnh vực môi trường. So sánh tính chất cho thấy than được tạo bằng các phương pháp truyền thống có tính chất tương đương với than sinh học ở những nghiên cứu khác nhưng công nghệ sản xuất đơn giản, giá thành rẻ, có thể được ứng dụng trong việc cải tạo đất, qua đó cải thiện năng suất cây trồng, phù hợp với điều kiện sản xuất sẵn có tại Việt sinh học là một sản phẩm giàu cacbon thu được do nhiệt phân sinh khối như rơm rạ, gỗ, phân động vật hoặc bất kỳ phụ phẩm nông nghiệp nào trong điều kiện ít hoặc không có oxy. Lợi ích của việc sử dụng than sinh học đã được chứng minh qua các nghiên cứu ứng dụng than sinh học để cải thiện chất lượng đất và năng suất cây trồng trên thế giới và Việt Nam. Tuy nhiên, tại Việt Nam, công nghệ sản xuất than sinh học còn hạn chế, sản lượng than sinh học tạo ra chưa đáp ứng được nhu cầu ứng dụng rộng rãi trên quy mô lớn. Một số nghiên cứu về sản xuất than sinh học ở Việt Nam chủ yếu sử dụng nguyên liệu trấu, rơm rạ và phụ phẩm nông nghiệp khác, ít có nghiên cứu về than được tạo từ cây thân gỗ. Trong khi đó, tiềm năng cây thân gỗ ở nước ta là rất lớn, đặc biệt là trong các vườn cây ăn trái không còn khả năng thu hoạch ở đồng bằng sông Cửu Long, đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho việc sản xuất than. Ngoài các loại cây ăn trái, tràm và tre cũng phân bố rất nhiều ở nước ta, đặc biệt là đồng bằng sông Cửu Long. Mặt khác, nghề hầm than củi ở đồng bằng sông Cửu Long đã có từ rất lâu, hình thành các làng nghề. Nguyên liệu tạo than là các loại cây thân gỗ sẵn có tại địa phương. Chính vì vậy, đánh giá tính chất của than sản xuất bằng phương pháp truyền thống để ứng dụng trong cải tạo môi trường, phù hợp với điều kiện sẵn có của nước ta là cần được lột sạch vỏ, cưa thành đoạn dài 50 - 60 cm, tre cũng được cưa với kích thước như tràm. Đối với trấu chỉ cần để nguyên vỏ, không cần phải qua bước chuẩn bị vật liệu. Đối với tràm, tre được tạo bằng lò nung thủ công. Quá trình tạo than kéo dài từ 25 - 30 ngày. Tràm, tre được cho vào lò rồi bịt kín lò để quá trình tạo than xảy ra trong điều kiện yếm khí. Vật liệu cháy được đốt trong miệng đốt, tạo ra nhiệt lượng lớn vào bên trong lò, chuyển hóa nguyên liệu thành than. Sau khoảng 20 ngày sẽ ngưng quá trình đốt, để nguội tự nhiên từ 5 - 10 ngày rồi tiến hành thu than thành phẩm. Đối với trấu do đặc tính của trấu là vật liệu dễ cháy nên khi đưa vào lò nung thủ công dễ bắt lửa cháy, do đó than trấu trong nghiên cứu được tạo bằng phương pháp đốt trấu cải tiến. Phương pháp này dùng một ống sắt đặt ở giữa, tạo nhân nhiệt rồi đổ trùm trấu lên trên. Quá trình này không cho trấu tiếp xúc trực tiếp với lửa mà chỉ truyền hơi nóng để trấu thành than từ trong nhân nhiệt ra ngoài. Sau khi lớp trấu ngoài cùng chuyển thành màu đen thì tiến hành tưới nước để kết thúc quá trình cứu sản xuất than bằng các phương pháp và vật liệu khác nhau cho thấy mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Với phương pháp đốt trấu cải tiến, thời gian đốt từ 4 giờ đến 4 giờ 30 phút. Hiệu suất tạo than đạt 40%, một mẻ đốt được khoảng 40 - 50 kg trấu, lượng than trấu thu được sau mỗi mẻ đốt khoảng 16 - 20 kg. Với phương pháp tạo than bằng lò nung thủ công, thời gian đốt khoảng 20 ngày, thời gian chờ nguội từ 5 - 10 ngày. Hiệu suất tạo than khoảng 30%, một lò có kích thước trung bình một lần đốt cho ra 10 - 11 tấn chất của các loại than trong nghiên cứu tương tự như các loại than sinh học được tạo bằng các lò đốt kỹ thuật. Loại nguyên liệu đã ảnh hưởng đến thành phần và tính chất của các loại than. Giá trị pH của các loại than đều từ mức trung tính trở lên, phù hợp cho sự phát triển của phần lớn cây trồng. Thành phần các chất của than trấu cao nhất trong ba loại than, đặc biệt là Silic. Than tre tuy có thành phần tương đương với than trấu nhưng EC của than cao, sẽ gây khó khăn cho sự phát triển của cây trồng nếu bổ sung vào đất, cần có biện pháp kỹ thuật để giảm ảnh hưởng xấu của than đến cây trồng trước khi sử dụng. Than tràm tuy có hàm lượng các chất không cao bằng 2 loại than còn lại, tuy nhiên giá trị pH và EC của loại than này phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, có thể được ứng dụng bổ sung vào đất để làm tăng độ xốp, tạo môi trường thoáng khí ở rễ cây và giữ nước, chất dinh dưỡng cho cây trồng. Tóm lại, kết quả nghiên cứu cho thấy than trấu có tính chất lý hóa tốt hơn 2 loại than tràm và tre. Ảnh chụp chợ Biochar Study Period 2016 - 2026 Fastest Growing Market Asia Pacific Largest Market North America CAGR > 7 % Major Players *Disclaimer Major Players sorted in no particular order Need a report that reflects how COVID-19 has impacted this market and it's growth? Thị trường than sinh học dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR hơn 7% trên toàn cầu trong giai đoạn dự báo. Nhu cầu trồng cây chất lượng cao làm thực phẩm hữu cơ và sự phát triển không ngừng trong canh tác là những nhân tố chính thúc đẩy thị trường tăng trưởng. Xói mòn đất và rủi ro ô nhiễm là những vấn đề chính trong khi khai thác than sinh học từ trái đất và có thể hạn chế tăng trưởng thị trường. Phạm vi của Báo cáo Báo cáo thị trường than sinh học bao gồm Technology Pyrolysis Gasification Systems Other Technologies Application Agriculture Animal Farming Industrial Uses Other Applications Geography Asia-Pacific China India Japan South Korea Rest of Asia-Pacific North America United States Canada Mexico Europe Germany United Kingdom France Italy Rest of Europe South America Brazil Argentina Rest of South America Middle-East and Africa Saudi Arabia South Africa Rest of Middle-East and Africa Report scope can be customized per your requirements. Click here. Xu hướng thị trường chính Nhu cầu ngày càng tăng từ nông nghiệp Việc sử dụng Than sinh học đang dần tăng lên ở các nước đang phát triển vì nó có thể cải thiện các đặc tính vật lý và hóa học của đất, tăng độ phì nhiêu và năng suất của đất để tăng sức mạnh và sự phát triển của cây trồng với ít phát thải hơn. Khả năng đặc biệt của Biochar là giữ lại chất dinh dưỡng và nước trong các tầng đất bề mặt. Than sinh học có lợi cho cây trồng và cây trồng nông nghiệp bằng cách giảm chất dinh dưỡng rửa trôi từ vùng rễ cây trồng và nhu cầu phân bón bằng cách cải thiện canh tác đất vì than sinh học tạo ra một hiệu ứng được gọi là hiệu ứng bón vôi để cân bằng đất chua theo hướng pH trung tính. Ở các nước đang phát triển, các chính phủ đang khuyến khích người dân sử dụng than sinh học để trồng trọt vì nó có thể giảm thiểu khí nhà kính như nitơ oxit và phát thải khí mê-tan. Các nước phát triển bị thu hút bởi nền nông nghiệp bền vững vì những lợi thế của nó. Gần đây, nhu cầu về than sinh học từ cả phát triển và đang phát triển đang không ngừng tăng lên, với sự gia tăng của các tiến bộ công nghệ trong nông nghiệp bền vững. To understand key trends, Download Sample Report Khu vực Châu Á Thái Bình Dương để thống trị thị trường Nông nghiệp tái sinh ở Châu Á - Thái Bình Dương đang gia tăng đáng kể vì canh tác này làm tăng độ phì nhiêu, sinh học đất và cải thiện lưu vực đầu nguồn đồng thời thu giữ các-bon để đảo ngược tác động của biến đổi khí hậu. Hơn nữa, nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm chất lượng và với việc phần lớn dân số bị thu hút bởi các loại thực phẩm trồng trọt hữu cơ khác nhau ở Trung Quốc, Ấn Độ cũng như ở Indonesia, nhu cầu về than sinh học đang tăng lên trong các quy trình canh tác khác nhau. Theo Tổ chức Sáng kiến ​​Than sinh học Quốc tế IBI, Trung Quốc là nước dẫn đầu thế giới về sản xuất, tiêu thụ và nhập khẩu phân bón hóa học. Trung Quốc chuyển sang sử dụng than sinh học khi một nhóm nghiên cứu tại CNRCB Trung Quốc đã tuyên bố rằng sử dụng than sinh học trong đất, cải thiện khả năng trao đổi cation của đất CEC và giảm số lượng phân bón hóa học cần thiết. Ở Ấn Độ, việc sử dụng than sinh học ngày càng nhiều trong các bếp nấu ăn, nhiệt phân các phế phẩm nông nghiệp, nhằm nâng cao điều kiện sống của các gia đình nông thôn, tăng sản lượng cây trồng và loại bỏ các-bon khỏi khí quyển. To understand geography trends, Download Sample Report Bối cảnh cạnh tranh Về bản chất, thị trường than sinh học toàn cầu được củng cố một phần với một số công ty lớn chiếm lĩnh một phần đáng kể thị trường. Một số công ty lớn là Biochar Industries, Biochar Supreme, Swiss Biochar GmbH, ArSta Eco và Airex Energy, trong số những công ty khác. Những người chơi chính Biochar Industries Biochar Supreme Swiss Biochar GmbH ArSta Eco Airex Energy *Disclaimer Major Players sorted in no particular order Table of Contents 1. INTRODUCTION Study Assumptions Scope of the Study 2. RESEARCH METHODOLOGY 3. EXECUTIVE SUMMARY 4. MARKET DYNAMICS Drivers Increasing Applications for Plant Growth and Development Growing Demand for Organic Foods in Developing Countries Restraints Risk of Contamination and Soil Erosion Other Restraints Industry Value Chain Analysis Porters Five Forces Analysis Threat of New Entrants Bargaining Power of Buyers Bargaining Power of Suppliers Threat of Substitute Products Degree of Competition 5. MARKET SEGMENTATION Technology Pyrolysis Gasification Systems Other Technologies Application Agriculture Animal Farming Industrial Uses Other Applications Geography Asia-Pacific China India Japan South Korea Rest of Asia-Pacific North America United States Canada Mexico Europe Germany United Kingdom France Italy Rest of Europe South America Brazil Argentina Rest of South America Middle-East and Africa Saudi Arabia South Africa Rest of Middle-East and Africa 6. COMPETITIVE LANDSCAPE Mergers and Acquisitions, Joint Ventures, Collaborations, and Agreements Market Share %/Ranking Analysis** Strategies Adopted by Leading Players Company Profiles Airex Energy ArSta Eco Biochar Industries Biochar Supreme Carbon Gold Diacarbon Energy Inc Karr Group Phoenix Energy Sunriver Biochar Swiss Biochar GmbH The Biochar Company LLC Vega Biofuels*List Not Exhaustive 7. MARKET OPPORTUNITIES AND FUTURE TRENDS Increasing Demand for Indoor Farming Other Opportunities **Subject to Availability You can also purchase parts of this report. Do you want to check out a section wise price list? Frequently Asked Questions Thời gian nghiên cứu của thị trường này là gì? Thị trường Biochar Market được nghiên cứu từ 2017 - 2027. Tốc độ tăng trưởng của thị trường than sinh học là gì? Thị trường Than sinh học đang tăng trưởng với tốc độ CAGR >15% trong 5 năm tới. Khu vực nào có tốc độ tăng trưởng cao nhất trong Thị trường than sinh học? Châu Á Thái Bình Dương đang tăng trưởng với tốc độ CAGR cao nhất trong giai đoạn 2021-2026. Khu vực nào có thị phần lớn nhất trong Thị trường than sinh học? Bắc Mỹ nắm giữ thị phần cao nhất vào năm 2021. Ai là người chơi chính trong Thị trường than sinh học? Biochar Industries, Biochar Supreme, ArSta Eco, Airex Energy, Swiss Biochar GmbH là những công ty lớn hoạt động trong Thị trường than sinh học. 80% of our clients seek made-to-order reports. How do you want us to tailor yours? Tóm tắt Bài báo này trình bày một số đặc điểm hóa lý của than sinh học từ vỏ trấu Rice Husk Biochar- RHB. Hiệu suất tối đa tạo RHB của giống lúa HT1 đạt 48,1 %. RHB có màu đen, cấu trúc dạng xốp và nhiều lỗ rỗng. RHB có 75,6 % thành phần nước, chất hữu cơ dễ bay hơi có thể cháy và phân hủy, 24,4 % chất vô cơ không bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ từ 34,9 °C đến 765,8 °C. Các nguyên tố chủ yếu trong RHB là C 11,9 % - 47,6 %, O 30,4 % - 49,3 %, Si 20,6 % - 38,0 % và K 0,7 % - 1,4 %. Diện tích bề mặt riêng của RHB đạt SBET là 47,14 ± 1,18 m2/g. RHB chủ yếu là vật liệu mao quản trung bình. Điểm điện tích không PZC của RHB là pHPZC đạt 8,0. Từ khóa diện tích bề mặt riêng, hấp phụ, than sinh học, vỏ trấu. Abstract This paper presents physical and chemical properties of biochar derived from rice husk RHB. HT1 rice husk produced biochar with a maximum conversion efficiency of %. RHB was a black, porous material with many voids. RHB was composed of approximately % of water and flammable and decomposable volatile organic compounds; and % of inorganic residues stable at temperatures from °C to °C. The main elements in RHB were C % - %, O % - %, Si % - % and K % - %. The specific surface area of RHB was ± m2/g. RHB was mostly a mesoporous material. The point of zero charge of RHB pHPZC was Keywords specific surface area, zero charge, biochar, rice husk Figures - uploaded by Tu Tran ThiAuthor contentAll figure content in this area was uploaded by Tu Tran ThiContent may be subject to copyright. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free Tạp chí Khoa học – Đại học Huế ISSN 1859-1388 Tập 120, Số 6, 2016, Tr. 233-247 *Liên hệ tttu Nhận bài 12-01-2016; Hoàn thành phản biện 09-07-2016; Ngày nhận đăng 01-09-2016. ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ CỦA THAN SINH HỌC ĐIỀU CHẾ TỪ VỎ TRẤU Trần Thị Tú Viện Tài nguyên và Môi trường, Đại học Huế Tóm tắt Bài báo này trình bày một số đặc điểm hóa lý của than sinh học từ vỏ trấu Rice Husk Biochar-RHB. Hiệu suất tối đa tạo RHB của giống lúa HT1 đạt 48,1 %. RHB có màu đen, cấu trúc dạng xốp và nhiều lỗ rỗng. RHB có 75,6 % thành phần nước, chất hữu cơ dễ bay hơi có thể cháy và phân hủy, 24,4 % chất vô cơ không bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ từ 34,9 °C đến 765,8 °C. Các nguyên tố chủ yếu trong RHB là C 11,9 % - 47,6 %, O 30,4 % - 49,3 %, Si 20,6 % - 38,0 % và K 0,7 % - 1,4 %. Diện tích bề mặt riêng của RHB đạt SBET là 47,14 ± 1,18 m2/g. RHB chủ yếu là vật liệu mao quản trung bình. Điểm điện tích không PZC của RHB là pHPZC đạt 8,0. Từ khóa diện tích bề mặt riêng, hấp phụ, than sinh học, vỏ trấu. 1 Giới thiệu Theo Lehmann và Joseph, than sinh học biochar là vật rắn giàu carbon C thu được từ việc nhiệt phân sinh khối hay các chất hữu cơ trong môi trường yếm khí [7]. Với tính toán của Viện Năng lượng Việt Nam, lượng chất thải nông nghiệp ở Việt Nam rất đa dạng như rơm rạ, vỏ trấu, lõi ngô, vỏ dừa, vỏ cà phê, phế thải gỗ…, thải ra môi trường hoặc đốt ngoài đồng ruộng hàng năm rất lớn. Đây là một trong những nguồn năng lượng sinh khối tiềm năng để phục vụ cho nhu cầu đun nấu và sản xuất biochar. Năm 2013, tổng lượng chất thải nông nghiệp khoảng 118,21 triệu tấn/năm, bao gồm khoảng 32,8 triệu tấn rơm rạ, 8 triệu tấn trấu, 15,6 triệu tấn bã mía, 1,2 triệu tấn vỏ cà phê, 9,2 triệu tấn lõi ngô, 8,1 triệu tấn các loại phụ phẩm nông nghiệp khác và phế thải từ gỗ khoảng 43,3 triệu tấn. Các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam đã cho thấy biochar từ các loại phụ phẩm nông nghiệp có thể được sử dụng như là chất hấp phụ màu, kim loại, chất dinh dưỡng... giống như than bùn, than hoạt tính. Ngoài ra, than sinh học còn dùng để cải tạo đất tăng cường hàm lượng carbon, lưu giữ carbon lâu dài trong đất, cải thiện tính chất vật lí của đất như tăng khả năng giữ nước và tạo độ tơi xốp, giữ lại dinh dưỡng trong đất. Bên cạnh đó, biochar còn có hiệu quả trong việc sử dụng tài nguyên; góp phần cải thiện, khắc phục và/hoặc bảo vệ, hạn chế ô nhiễm môi trường, giúp giảm thiểu phát thải khí nhà kính [2, 7, 13]. Lúa nước Oryza sativa L. là loại cây lương thực chủ yếu của vùng sản xuất nông nghiệp Việt Nam, cho nên chất thải nông nghiệp từ vỏ trấu và rơm rạ chiếm khối lượng lớn. Do đó, một số đề tài, dự án, đã nghiên cứu sản xuất biochar và đánh giá lợi ích của việc ứng dụng biochar 234 vào cải tạo đất ở Thừa Thiên Huế. Từ năm 2008 đến năm 2013, Vườn quốc gia Bạch Mã đã triển khai “Dự án Than Bạch Mã” và có hơn 140 hộ dân ở huyện Phú Lộc và Nam Đông tham gia. Dự án “Giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và chế biến lúa gạo” do Viện lúa quốc tế IRRI chủ trì từ năm 2009 đến năm 2013, trong đó có hợp phần chế tạo lò đốt biochar của nhóm tác giả Phạm Xuân Phương, Đại học Nông Lâm Huế cũng cho kết quả tốt. Tuy nhiên, các đề tài này chưa tìm hiểu về đặc điểm cấu trúc và một số tính chất hóa lý của biochar tạo ra từ vỏ trấu. Theo Tổ chức năng lượng quốc tế IEA, chất lượng và sản lượng biochar phụ thuộc rất lớn vào các quá trình nhiệt phân khác nhau. Hiện nay, biochar được nhiệt phân theo 5 kiểu khác nhau carbon hóa thủy nhiệt, nhiệt phân cực nhanh, nhiệt phân nhanh, nhiệt phân chậm và khí hóa. Những cách tạo ra nhiều biochar là kiểu carbon hóa thủy nhiệt từ 50 % đến 80 %, nhiệt phân cực nhanh 40 % và nhiệt phân chậm 30 % [14]. Vật liệu RHB tạo ra trong nghiên cứu này theo kiểu nhiệt phân chậm. Vì thế, nghiên cứu này đã tìm hiểu một số đặc điểm hóa lý điểm nhiệt phân, thành phần nguyên tố, cấu trúc bề mặt vật liệu, điểm điện tích không, diện tích bề mặt riêng và phân bố đường kính mao quản... của biochar điều chế từ vỏ trấu ở Thừa Thiên Huế để phục vụ cho việc khảo sát khả năng giữ nước, cải thiện tính chất đất; hấp phụ chất hữu cơ, màu trong dung dịch nước hoặc một số loại nước thải dệt nhuộm, phòng thí nghiệm... ở các nghiên cứu sau này. 2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu Vỏ trấu tươi khoảng 300 kg được thu thập tại phường Hương Sơ, thành phố Huế vào tháng 4 năm 2014. Vỏ trấu được lấy từ giống lúa Hương thơm số 1 HT1, đây là giống lúa thơm ngắn ngày hiện đang được trồng phổ biến tại phường Hương Sơ, thành phố Huế và các vùng nông thôn ở phường Hương Vinh, Hương Chữ, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế. Nguyên liệu vỏ trấu được phơi khô trong 3 ngày. Vỏ trấu được nhiệt phân bằng lò đốt yếm khí loại 2 m3 theo dạng mẻ. Lò thí nghiệm 2 m3 có khả năng chứa từ 22,5 kg đến 26,0 kg nhiên liệu đốt và nguyên liệu, tùy vào việc nhồi nguyên liệu vào thùng và lò. Các thùng nguyên liệu kín chứa nguyên liệu là vỏ trấu RH; mNL từ 5,5 kg đến 7,0 kg đặt trong lò. Nhiệt cung cấp cho lò từ quá trình đốt cháy nhiên liệu vỏ trấu, củi, rơm rạ mNhL từ 17,0 kg đến 19,0 kg. Lò đốt yếm khí ít sử dụng điện, chỉ mất 15 phút châm lò bằng quạt thổi. Quá trình cháy tự nhiên trong điều kiện thiếu không khí từ 2 giờ đến 8 giờ; để nâng nhiệt độ từ nhiệt độ không khí đến nhiệt độ nhiệt phân khoảng từ 276 °C đến 760 °C; nguyên liệu vỏ trấu chuyển thành biochar vỏ trấu RHB; với khối lượng mb từ 2,0 kg đến 3,0 kg. Sử dụng máy đo nhiệt độ tiếp xúc kiểu K để kiểm tra diễn biến nhiệt độ của lò đốt, quan sát khói và hơi nước bốc lên. Khi nhiệt độ lò giảm đến nhiệt độ thường thì lấy mẫu than ra. 235 Hình 1. Sơ đồ quy trình điều chế biochar vỏ trấu RHB Phương pháp nghiên cứu Các thông số, phương pháp nghiên cứu và thiết bị sử dụng như sau - Khối lượng xác định khối lượng bằng cân kỹ thuật AND, SH 5000, Nhật Bản, cân phân tích AUY220, SHIMADZU, Nhật Bản. - Nhiệt độ đo nhiệt độ trực tiếp bằng Máy đo nhiệt độ tiếp xúc kiểu K Extech, TM100, Mỹ. - pH Biochar được ngâm trong nước cất với tỷ lệ khối lượng 1 100 0,5 g/ 50 mL, đậy kín, khuấy trong 1 giờ ở nhiệt độ phòng bằng máy khuấy từ, chờ trong 2 tiếng thì đo giá trị pH bằng máy đo pH Hach, Sension + pH3, Tây Ban Nha. - Điểm điện tích không PZC-Point of Zero Charge của vật liệu Xác định PZC của vật liệu để giải thích quá trình hấp phụ trên bề mặt vật liệu. Thí nghiệm xác định sơ bộ điểm điện tích không trong dung dịch muối KCl 0,1 M để được các giá trị pHi 2, 4, 6, 7, 8, 10 và 12. Đổ các dung dịch đã chuẩn pHi ở trên vào các bình tam giác đã chứa chất hấp phụ là biochar 0,5 g, đậy kín, khuấy dung dịch bằng máy khuấy từ 1 giờ, chờ trong trong 48 giờ. Để lắng, lọc sạch huyền phù bằng giấy lọc, đo lại các giá trị pH gọi là pHf. Làm tương tự với dung dịch KCl 0,01 M. Thí nghiệm xác định chính xác điểm điện tích không trong dung dịch muối KCl tương tự thí nghiệm xác định sơ bộ, nhưng khoảng pH được chia nhỏ hơn [1]. Đo pH bằng máy đo pH Hach, Sension+ pH3, Tây Ban Nha, máy khuấy từ HEIDOLPH, MR 3001K, Đức. Nguyên liệu Vỏ trấu RH, mNL từ 5,5 kg - 7,0 kg Nhiên liệu Vỏ trấu, củi, rơm rạ mNhL từ 17,0 kg - 19,0 kg Máy đo nhiệt độ tiếp xúc Đốt cháy yếm khí, Nhiệt Biochar vỏ trấu RHB, để nguội tự nhiên, mb = 2,5 - 3,0 kg 236 - Phân tích nhiệt Phân tích nhiệt trọng lượng/nhiệt trọng lượng vi sai TGA/DTG - Thermo Gravimetric Analysis/ Derivative Thermo Gravimetry bằng máy SETARAM Labsys TG/DSC 1600, Pháp. - Thành phần khoáng của vật liệu Phương pháp nhiễu xạ tia X XRD - X Ray Diffraction với ống phát bức xạ CuKα λ = 0,15406 nm; 40 kV; 40 mA, góc đo từ 10° đến 70°, trên máy XRD - X Ray Diffraction D8 Advance, Brucker, Đức. - Vi cấu trúc vật liệu Chụp ảnh bề mặt vật liệu bằng máy TEM Transmission Electron Microscopy với ống phát nhiệt điện tử có thế gia tốc 80 kV, bằng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM JEOL, JEM-1010 Electron Microscope, Nhật Bản. - Cấu trúc bề mặt và thành phần nguyên tố vật liệu Chụp ảnh bề mặt và bên trong vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM - Field Emission Scanning Electron Microscopy JEOL, JSM-7600F, Mỹ; tích hợp đầu thu phổ tán sắc năng lượng tia X EDS - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, Oxford Instruments 50 mm2 X-Max, Anh và đầu dò huỳnh quang catot CL Gatan MonoCL4, Anh; để xác định phổ tán sắc năng lượng tia X EDX- Energy Dispersive X-ray nhằm phân tích thành phần nguyên tố, pha của vật liệu. - Diện tích bề mặt riêng và phân bố đường kính mao quản BET/BJH Đo diện tích bề mặt riêng theo phương pháp của BET Brunauer- Emmett- Teller và BJH Barrett- Joyner- Halenda để xác định diện tích bề mặt hấp phụ và giải hấp phụ khí N2 ở 77,35K; bằng máy đo diện tích bề mặt riêng BET Quantachrome Instrument, Autosorb - iQ – MP, Mỹ và thiết bị phân tích hóa hấp thụ Autochem Micromeritics Instrument, Autochem II 2920, Mỹ. Xử lý số liệu - Xác định hiệu suất tạo than sinh học theo công thức 1. 1 Khối lượng nguyên liệu và biochar được xác định bằng phương pháp cân trọng lượng. Trong đó mo, mb g khối lượng vỏ trấu ban đầu trước khi nung và than sinh học vỏ trấu tạo thành sau khi nung trong thùng nguyên liệu. - Xác định điểm điện tích không PZC theo công thức 2. 2 Trong đó, pHi và pHf là giá trị đo pH ban đầu và sau khi cho biochar vào dung dịch muối KCl 0,1 M và KCl 0,01 M. Điều kiện thí nghiệm nhiệt độ không khí từ 23,2 °C đến 28,3 °C; độ ẩm không khí từ 68 % đến 77 %; nhiệt độ dung dịch từ 22,4 °C đến 25,0 °C. - Biều đồ và số liệu phân tích được xử lý bằng Microsoft Excel 2007. 237 3 Kết quả và thảo luận Hiệu suất tạo than sinh học điều chế từ vỏ trấu Hình 2a thể hiện diễn biến nhiệt độ lò đốt dạng mẻ được kiểm tra bằng máy đo nhiệt độ tiếp xúc kiểu K, từ nhiệt độ không khí 29,2 °C đến 760 °C, kéo dài khoảng 16 giờ từ khi bắt đầu đốt đến khi trở về nhiệt độ thường. Trong đó, quá trình cháy trong điều kiện thiếu không khí kéo dài từ 4 giờ đến 5 giờ với nhiệt độ duy trì từ 524 °C đến 639,8 °C; sau đó duy trì nhiệt từ 440 °C đến 524 °C trong 3,5 giờ. Ban đầu, tốc độ nâng nhiệt chậm đạt 2,4 °C/phút trong khoảng 30 phút từ 29,2 °C đến 76,9 °C. Tốc độ nâng nhiệt tăng nhanh từ 33 °C/phút trong 6 phút tiếp theo 29,2 °C đến 275,3 °C đến 45 °C/phút trong 11 phút từ 275,3 °C đến 760 °C. Sau đó, tốc độ hạ nhiệt 2,93 °C/phút từ 760 °C xuống 617,7 °C trong 48,6 phút tiếp theo. Quá trình duy trì nhiệt với tốc độ hạ nhiệt chậm 0,34 °C/phút từ 577 °C xuống 440 °C trong 6,6 giờ. Trong 9 đến 16 giờ tiếp theo, quá trình hạ nhiệt diễn ra từ 213 °C xuống 40 °C. Hình 2. Diễn biến nhiệt độ lò đốt yếm khí theo thời gian a và mẫu RHB b Trong 9 đợt thí nghiệm, hiệu suất trung bình tạo biochar biến động Htb từ 35,6 % đến 48,1 % với nhiệt độ lò < 760 °C. Trong đó, đợt 5 có hiệu suất cao nhất Htb = 48,1 %, biochar có màu đen, còn nguyên cấu trúc vỏ trấu ban đầu và khá đồng đều hình 2b, bảng 1. Như vậy, quá trình đốt cháy diễn ra ngắn hay dài tùy thuộc vào lượng nhiên liệu nhồi vào lò chặt hay lỏng. Nếu quá trình đốt cháy diễn ra ngắn thì do lượng nhiên liệu ít, là loại dễ cháy như rơm rạ, vỏ trấu, độ rỗng trong lò nhiều sẽ cung cấp thêm lượng oxi cho quá trình cháy diễn ra nhanh hơn. Nếu thời gian cháy diễn ra kéo dài hơn thì do lượng nhiên liệu nhồi chặt; nhiên liệu đốt có sử dụng củi gỗ cùng với rơm rạ và vỏ trấu để tăng cường thời gian giữ nhiệt. 238 Bảng 1. Hiệu suất tạo biochar Hiệu suất tạo biochar, Htb % Tỷ lệ nhiên liệu/ tổng sinh khối % Đặc tính hóa lý của than sinh học điều chế từ vỏ trấu Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng và nhiệt trọng lượng vi sai TGA/DTG Hình 3 thể hiện giản đồ TGA/DTG của RHB từ nhiệt độ phòng 34,9 °C đến 765,8 °C; tốc độ nâng nhiệt 10 °C /phút trong dòng không khí có lưu lượng 2,5 L/giờ để xác định điểm nhiệt phân khác nhau và mất khối lượng của vật liệu. Đường cong nhiệt trọng lượng TGA bắt đầu từ peak thu nhiệt ở 81,9 °C mất khối lượng 1,94 % đến 289,6 °C mất khối lượng 6,94 % do quá trình bay hơi từ mất nước dạng tự do, hấp phụ vật lý - dạng liên kết yếu giữa nước màng mỏng và hấp phụ trên bề mặt vật liệu; và quá trình chuyển hóa chất dễ bay hơi nhẹ. Các peak từ 495,5 °C mất khối lượng 33,0 % đến 696,8 °C mất khối lượng 69,1 % và kết thúc ở 765,8 °C mất khối lượng 75,6 % do quá trình oxi hóa, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và phân hủy carbon trong vật liệu. Như vậy; mẫu RHB có khoảng 75,6 % thành phần là nước; chất hữu cơ dễ bay hơi, hydrocarbon có thể cháy và phân hủy; 24,4 % chất vô cơ không bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ < 800 °C. Hình 3. Giản đồ nhiệt trọng lượng/nhiệt trọng lượng vi sai TGA/DTG của RHB Theo Mahir et al. [8] quá trình nhiệt phân vỏ trấu được phân thành các vùng nhiệt độ khác nhau như vùng sấy khô do mất nước tự do và vật lý của vật liệu từ 27 °C 300 K đến 152 °C 425 K làm mất khối lượng 7,56 %; vùng chuyển hóa chất hữu cơ dễ bay hơi từ 152 °C 425 K đến 627 °C 900 K làm mất khối lượng 77,2 %; vùng phân hủy than từ 627 °C 900 K đến °C K làm mất khối lượng 15,24 %, trong đó phần còn lại chiếm 13,82 %. Như vậy, quá trình mất nước và phân hủy chất hữu cơ dễ bay hơi diễn ra mạnh từ 127 °C đến 727 °C 400 K đến K [8]. Theo Kok và Özgür, với tốc độ nâng nhiệt 10 °C/phút, quá trình nhiệt phân vỏ trấu RH trong khoảng nhiệt độ từ 252 °C đến 380 °C làm phân hủy các chất dễ bay hơi nhẹ; trong khoảng nhiệt độ từ 380 °C đến 525 °C làm phân hủy các chất dễ bay hơi nặng [8]. Như vậy, khoảng nhiệt độ chuyển hóa của RHB nghiên cứu so với các nghiên cứu trên có sự chệnh lệch nhiệt độ không lớn, vẫn diễn ra các quá trình cơ bản như mất nước, chuyển hóa và phân hủy chất dễ bay hơi và tạo tro. 240 Thành phần khoáng của biochar vỏ trấu Nếu vật liệu có cấu trúc mạng tinh thể thì sẽ thỏa mãn theo phương trình Vulf - Bragg . Trong đó, chiều dài bước sóng thí nghiệm ở λ= 0,15406 nm; góc phản xạ θ = 5°; n = 1, 2, 3... thì giá trị khoảng cách giữa các mặt phản xạ dhkl không thỏa mãn để vật liệu có cấu trúc mạng tinh thể. Giản đồ nhiễu xạ tia X XRD của biochar vỏ trấu ở hình 4a cho thấy vật liệu RHB là dạng carbon vô định hình, do có đỉnh rộng ở góc 2θ = 10°, không xác định được đỉnh peak khoáng do chưa hình thành pha kết tinh, vì nhiệt độ lò đốt < 760 °C. Kết quả này cũng tương tự với nghiên cứu tạo tro trấu RHA của Habeeb và Mahmud, vật liệu tạo ra cũng là dạng vô định hình do có đỉnh rộng ở góc 2θ= 22° hình 4b [5]. Nhiều nghiên cứu khác của Zhang và Malhotra, Huang et al., Chandrasekhar et al. cho thấy nhiệt độ tối thiểu cho kết tinh silica trong biochar vỏ trấu phải đạt từ 800 °C trở lên [5]. a Biochar vỏ trấu RHB nghiên cứu Hình 4. Giản đồ XRD a RHB nghiên cứu; b tro trấu RHA của Habeeb và Mahmud [5] Thành phần nguyên tố pha rắn của biochar vỏ trấu Để đánh giá thành phần và hàm lượng của các nguyên tố cấu thành vật liệu, công nghệ được sử dụng phổ biến và thông dụng nhất là quét phổ tán xạ năng lượng tia X EDX. Kết quả ở hình 5 cho thấy RHB có thành phần nguyên tử chủ yếu theo khối lượng như sau cấu trúc bên trong S2-Inside có C 47,6 %, O 30,4 %, Si 20,6 % và K 1,4 %; cấu trúc bề mặt S2- Outside có O 49,3 %, Si 38,0 %, C 11,9 % và K 0,7 % ứng với nhiệt độ lò < 760 °C. Nghiên cứu của Blasi et al., RHB tại 580 °C cho thấy các thành phần nguyên tố chính trong RHB là C 51,5 %, O 9,8 %, H 2,1 %, N 0,5 % và S 0,3 % [10]. Kết quả của Maiti et al. cho thấy RHB từ 350 °C đến 650 °C chủ yếu là C 65,9 % đến 69,3 %, O 25,6 % đến 28,4 %, H 3,6 % đến 4,2 %, N 1,41 % đến 1,42 % và S 0,05 % đến 0,06 % [9]. Nghiên cứu của Masulili et al. cho 241 thấy, thành phần của RHB tại 600 °C chủ yếu là C 18,7 %, Na 1,4 %, Mg 0,42 %, Ca 0,41 % và K 0,2 % [10]. Trong nghiên cứu của Theeba et al., RHB tại 550 % đến 600 °C cũng chủ yếu là C 77,9 %, O 18,3 %, H 3,5 % và S 0,3 % [16]. Như vậy, các giống lúa và nhiệt độ nhiệt phân khác nhau thì có tỷ lệ thành phần nguyên tố khác nhau. Vùng điểm ảnh FESEM, 400x 10 µm, 5kV, WD 6,0 mm, SEI LM Giản đồ phổ tán xạ năng lượng tia X EDX theo nguyên tử At, % và khối lượng Wt, % Hình 5. Phổ tán xạ năng lượng tia X EDX của RHB Cấu trúc bề mặt của biochar vỏ trấu Ảnh vỏ trấu ban đầu RH và biochar vỏ trấu RHB được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM có độ phóng đại 100 hoặc 400 lần, lần và lần, với ống phát điện từ trường phát xạ làm việc ở 5 kV, khoảng cách làm việc WD từ 5,2 mm đến 6,0 mm. Mẫu vật liệu có kích thước lỗ rỗng < 10 µm ở mức phóng đại lần. Ảnh bề mặt bên trong Inside và bên ngoài Outside vật liệu cho thấy mẫu RHB có dạng lỗ rỗng và xốp hơn so với mẫu vỏ trấu ban đầu hình 6. a Vỏ trấu RH S1- Inside 100x 100 µm, 5kV, WD 6,0 mm 10 µm, 5kV, WD 5,6 mm 1 µm, 5kV, WD 5,6 mm b Vỏ trấu RH S1- Outside 100x 100 µm, 5kV, WD 6,0 mm 10 µm, 5kV, WD 5,2 mm 1 µm, 5kV, WD 5,2 mm c Biochar vỏ trấu RHB S2- Inside 400x 10 µm, 5kV, WD 6,0 mm 10 µm, 5kV, WD 5,6 mm 1 µm, 5kV, WD 5,6 mm d Biochar vỏ trấu RHB S2- Outside 400x 10 µm, 5kV, WD 6,0 mm 10 µm, 5kV, WD 5,2 mm 1 µm, 5kV, WD 5,5 mm Hình 6. Ảnh SEM của vỏ trấu RH a, b và biochar vỏ trấu RHB c, d 243 Mặt khác, kết quả ở bảng 2 xác định diện tích bề mặt riêng của RHB là SBET = 47,14 ± 1,18 m2/g trong khoảng áp suất tương đối p/po từ 0,049 đến 0,299; tương ứng với thể tích hấp phụ từ 9,87 cm3/g đến 14,86 cm3/g hình 8a. Dựa trên công thức Halsey, khảo sát trong khoảng độ rỗng vật liệu từ 1,7 nm đến 300 nm; thể tích lỗ rỗng hấp phụ và giải hấp phụ tối đa của RHB là 0,0425 cm3/g độ rỗng trung bình 1,8 nm và 0,0285 cm3/g độ rỗng trung bình 1,91 nm. Diện tích bề mặt BJH hấp phụ và giải hấp phụ N2 tối đa đạt 51,10 m2/g và 7,933 m2/g hình 8b. Kích cỡ lỗ rỗng hấp phụ và giải hấp phụ trung bình đạt 3,33 nm và 14,4 nm. Vì thế, đường đẳng nhiệt của RHB thuộc kiểu II. Ảnh SEM hình 6 và số liệu BET/BJH hình 8 và bảng 2 cho thấy RHB chủ yếu là vật liệu mao quản trung bình từ 2 nm đến 50 nm theo sự phân loại của IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry [12]. Trong khi đó, các vật liệu tự nhiên đất sét, diatomite có diện tích bề mặt riêng SBET nhỏ hơn 50 m2/g. So sánh với các nghiên cứu khác về biochar vỏ trấu, lò đốt trong điều kiện không khí, SBET 850 °C đến °C là 57 m2/g của Song et al. [15]; SBET 550 °C đến 600 °C là 401 m2/g của Theeba et al. [16]. Lò đốt trong điều kiện thổi khí N2, SBET 600 °C là 141 m2/g, SBET 800 °C là 117 m2/g và SBET °C là 46 m2/g của Paethanom và cộng sự [11]; SBET 350 °C là 34 m2/g, SBET 400 °C là 45 m2/g, SBET 450 °C là 58 m2/g, SBET 500 °C là 170 m2/g và SB ET 550 °C là 216 m2/g của Azhar et al. [3]. Như vậy, diện tích bề mặt riêng của RHB trong điều kiện không khí so với các loại mẫu biochar khác khá thấp; do điều kiện nhiệt độ nung, dòng khí thổi vào lò và chế độ nâng nhiệt khác nhau. Cấu trúc mao quản của vật liệu RHB được quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM. Ảnh TEM của RHB ở hình 7 cho thấy vật liệu có dạng carbon vô định hình, không có cấu trúc tinh thể, những điểm đậm trên ảnh là những nơi có lỗ mao quản lớn và trung bình. iều này một lần nữa minh chứng cấu trúc mao quản trung bình của RHB. Hình 7. Ảnh TEM của mẫu RHB 244 Bảng 2. Kết quả xác định BET/BJH của RHB Thể tích hấp phụ, Vm cm3/g Diện tích bề mặt riêng, SBET m2/g 0011* * *mmp C pV p p V C V C pĐường tuyến tính BET Y= 0,0920*X + 0,0004, R2= 0,9957 Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ Đường tuyến tính diện tích bề mặt riêng Hình 8. Diện tích bề mặt riêng BET và phân bố đường kính mao quản BJH của RHB 245 Xác định điểm điện tích không PZC Trong khoa học về bề mặt, điểm điện tích không PZC dùng để giải thích quá trình hấp phụ, xác định được chất nền hấp phụ các ion. Theo Railsback, “điểm điện tích không” đối với một bề mặt khoáng vật là pH tại đó bề mặt nói trên có điện tích trung hoà toàn phần [6]. Vì thế, mục đích chính của xác định pHPZC vật liệu trong nghiên cứu này nhằm phục vụ cho việc giải thích cách thức hấp phụ của biochar với các ion có trong môi trường nước, đất ở các nghiên cứu tiếp theo. Thí nghiệm xác định sơ bộ PZC của biochar vỏ trấu trong dung dịch KCl là pHKCl từ 7,8 đến 8,2; vì có ΔpHKCl từ -0,04 đến -0,08 hình 9a. Thí nghiệm xác định chính xác PZC thể hiện ở hình 9b cho thấy ở nồng độ KCl 0,1M, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc ΔpH vào pHi là đường y = - 0,2851x + 1,1116 với hệ số tương quan R2 = 0,9975. Ở nồng độ KCl 0,01 M, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc ΔpH vào pHi là đường y = - 0,2832x + 1,1059 với hệ số tương quan R2 = 0,9937. Như vậy, giá trị pH của RHB là pHKCl = 8,0 điểm có ΔpHKCl 0,01M =-0,01, ΔpHKCl 0,1M =-0,02. Giá trị pHPZC của RHB với cùng một loại muối ít phụ thuộc vào nồng độ của muối đó. Vì vậy, biochar vỏ trấu có giá trị pHPZC = 8,0. Kết quả phân tích cũng tương đồng với nghiên cứu trước đây của Vadivelan et al., biochar vỏ trấu có pHPZC = 8,0 [17]. Hình 9. Xác định PZC của RHB trong KCl 0,1 M và KCl 0,01 M 4 Kết luận Một số kết quả nghiên cứu đặc tính hóa lý của than sinh học điều chế từ vỏ trấu như sau - Lò thủ công dạng mẻ có nhiệt độ lò đốt < 760 °C, hiệu suất trung bình tạo biochar biến động Htb từ 35,6 % đến 48,1 %; RHB có màu đen, còn nguyên cấu trúc vỏ trấu ban đầu, xốp và khá đồng đều. - Kết quả phân tích TG/DTG cho thấy RHB có 75,6 % thành phần nước, chất hữu cơ dễ bay hơi có thể cháy và phân hủy; 24,4 % chất vô cơ không bị phân hủy trong khoảng nhiệt độ từ 34,9 °C đến 765,8 °C. Các nguyên tố chủ yếu trong RHB theo khối lượng là C 11,9 % đến 47,6 %, 246 O 30,4 % đến 49,3 %, Si 20,6 % đến 38,0 % và K 0,7 % đến 1,4 %. Diện tích bề mặt riêng của RHB đạt SBET= 47,14 ± 1,18 m2/g. Biochar vỏ trấu chủ yếu là dạng vật liệu mao quản trung bình. Độ rỗng trung bình hấp phụ và giải hấp phụ N2 là 3,33 nm và 14,4 nm. Điểm điện tích không PZC của RHB là pHPZC = 8,0. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Trung Minh, Nguyễn Đức Chuy, Nguyễn Thu Hoà, Lê Quốc Khuê, Cù Sỹ Thắng, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Kim Thường, Nguyễn Trung Kiên, Đoàn Thị Thu Trà, Phạm Tích Xuân, Cù Hoài Nam 2009, Kết quả bước đầu xác định điểm điện tích không của bazan Phước Long, Tây Nguyên bằng phương pháp đo pH, Tạp chí Địa chất, 3137-8, Tr. 47 - 53. 2. Trần Thị Tú, Morihiro Maeda, Lê Văn Thăng, Trần Đặng Bảo Thuyên, Nguyễn Đăng Hải 2013, Nghiên cứu sử dụng than sinh học từ vỏ dừa bón cho rau Komatsuna trên một số loại đất ở tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 513B, Tr. 315 - 322. 3. Azhar, U. Md., Ho, 2013, Development of technologies for the utilization of agricultural and forestry wastes preparation of biochar rice residues, The 3rd Final Meeting of Practical Research and Education of Solid Waste Management based on Partnership between Universities and Governments in Asia and Pacific Countries. Waste Management Research Center, Okayama University, The Final Report of FY 2012, Japan, pp. 51 - 70. 4. Blasi, C. D., Signorelli, G., Russo, C. D., Rea, G. 1999, Product distribution from pylolysis of wood and agricultureal residues, Industrial & Engineering Chemical Reseaarch, 386, pp. 2216 - 2224. 5. Habeeb, G. A., Mahmud, H. B. 2010, Study on properties of rice husk ash and its use as cement replacement material, Journal of Material Research, 132, pp. 185 - 190. 6. Kok, Özgür, E. 2013, Thermal analysis and kinetics of biomass samples, Fuel Processing Technology, 106, pp. 739 - 743. 7. Lehmann, J., Joseph, S. 2009, Biochar for environmental management An introduction. In “Biochar for envi-ronmental management Science and Technology”, 1st edition, Earthscan publisher, International Biochar In-itiative, Westerville, OH, USA, pp. 1 - 12. 8. Mahir, M. S., Geoffrey, R. J., Cuthbert, F. M. 2014, Thermal characteristics and kinetics of rice husk for pyrolysis process, International journal of Renewable Energy Research, 42, pp. 275 - 278. 9. Maiti, S., Dey S., Purakayastha, S., Ghosh, B. 2006, Physical and thermochemical characterization of rice husk char as potential biomass energy source, Bioresource Technology, 9716, pp. 2065 - 2070. 10. Masulili, A., Utomo, W. H., Syechfani, M. S. 2010, Rice husk biochar for rice based cropping system in acid soil 1. The charactericstics of rice husk biochar and its influence on the properities of acid sulfate soils and rice growth in West Kalimantan, Indonesia, Journal of Agricultural Science, 21, pp. 39 - 47. 247 11. Paethanom, A., Yoshikawa, K. 2012, Influence of Pyrolysis Temperature on Rice Husk Char Characteristics and Its Tar Adsorption Capability, Energies, 5, pp. 4941 - 4951. 12. Rouquerol, J., Avnir, D., Fairbridge, C. W., Everett, D. H., Haynes, J. M., Pernicone, N., Ramsay, J. D. F., Sing, K. S. W., Unger, K. K. 1994, Recommendations for the characterization of porous solids Technical Report, Pure and Applied Chemistry, 668, pp. 1739 - 1758. 13. Scholz, Sembres, T., Robert, K., Whitman, Th., Wilson, K. and Lehmann J. 2014, Biochar systems for smallholders in developing countries Leveraging current knowledge and exploring future potential for climate-smart agriculture, World Bank Publications, Washington USA, pp. 1 - 208. 14. Sohi, S., Loez-Capel, E., Krull, E., Bol, R. 2009, Biochar, climate change and soil A review to guide future research, CSIRO Land and Water Science Report 05/09, CSIRO, UK, pp. 1 – 56. 15. Song, H., Jun, X., Lushi, S., Minhou, X., Jianrong, Q., Peng, F. 2008, Characterisation of char from rapid pyrolysis of rice husk, Fuel Processing Technology, 8911, pp. 1096 - 1105. 16. Theeba, M., Robert, T. B., Illani, Z. I., Husni, M. H. A., Samsuri, A. W. 2012, Characterization of l ocal mill rice husk charcoal and anf its effect on compost properties, Malaysian journal of Soil Science, 16, pp. 89 - 102. 17. Vadivelan, V., Vasanth, K. 2005, Equilibrium, kinetics, mechanism and process design for the sorption of methylene blue onto rice husk, Journal Colloid Interface Science, 2861, pp. 90 - 100. PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERIZATION OF BIOCHAR DERIVED FROM RICE HUSK Tran Thi Tu Institute of Resources and Environment, Hue University Abstract This paper presents physical and chemical properties of biochar derived from rice husk RHB. HT1 rice husk produced biochar with a maximum conversion efficiency of %. RHB was a black, porous material with many voids. RHB was composed of approximately % of water and flammable and decomposable volatile organic compounds; and % of inorganic residues stable at temperatures from °C to °C. The main elements in RHB were C % - %, O % - %, Si % - % and K % - %. The specific surface area of RHB was ± m2/g. RHB was mostly a mesoporous material. The point of zero charge of RHB pHPZC was Keywords specific surface area, zero charge, biochar, rice husk ... Theo một số nghiên cứu của các tác giả trên thế giới thì nhiệt độ nhiệt phân ảnh hưởng đến sự biến đổi các nhóm cellulose, hemicellulose, lignin và thành phần vô cơ của vật liệu Clemente, Beauchemin, Thibault, MacKinnon, & Smith, 2018;Hassan et al., 2020. Hiện tại các công trình nghiên cứu về than sinh học ở Việt Nam vẫn còn khá mới chủ yếu là các nghiên cứu về ứng dụng than sinh học xử lý kim loại nặng, cải tạo đất nông nghiệp Dang et al., 2017;Vinh, Nguyen, Mai, Lehmann, & Joseph, 2014; hướng nghiên cứu của tác giả Tran, 2016 về các đặc tính hóa lý của than sinh học từ trấu. Tuy nhiên, các nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân khác nhau đến tính chất hóa lý của than sinh học thì chưa nhiều. ...... Hình 5. Đồ thị xác định điểm điện tích không PZC của than sinh học từ trấu ở pH từ 02-12 Giản đồ nhiễu xạ tia X XRD của than sinh học từ trấu ở Hình 7 cho thấy than sinh học có dạng carbon vô định hình do có đỉnh rộng ở góc 2θ = 22° và không xác định được đỉnh peak khoáng do chưa hình thành pha kết tinh. Kết quả này cũng tương tự với nghiên cứu của tác giả Tran 2016 cho thấy than sinh học từ trấu cũng là dạng carbon vô định hình do có đỉnh rộng ở góc 2θ = 10 o và tác giả Armynah và cộng sự 2018 có than sinh học từ trấu nung ở nhiệt độ 250 o C và 350 o C cũng là dạng carbon vô định hình ở 2θ = 22°. ...Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nhiệt phân đến đặc tính hóa lý của than sinh học từ trấu nhằm ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ sinh học môi trường như làm chất mang trong sản xuất chế phẩm vi sinh và vật liệu lọc thân thiện với môi trường trong xử lý nước thải. Sử dụng các phương pháp phân tích thường quy, phân tích vật liệu SEM, FTIR, XRD, BET để đánh giá tính chất than sinh học từ trấu trong khoảng nhiệt phân từ 350-650°C. Khối lượng riêng, pH, EC, khả năng giữ nước và độ tro của than sinh học có xu hướng tăng khi nhiệt độ nhiệt phân tăng trong khi đó hiệu suất tạo than có xu hướng giảm mạnh. Kết quả phân tích cho thấy than sinh học sau khi nung ở 550°C có diện tích bề mặt riêng là Thành phần nguyên tố chủ yếu là C O và Si Kết quả phân tích phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR cho thấy trên bề mặt than sinh học tồn tại liên kết O–H tần số 3, –CH3 tần số –C=O hoặc C=C tần số 1,600-1,650cm‒1, điểm điện tích không của than ở pHPZC Giản đồ nhiễu xạ tia X thấy than sinh học từ trấu có dạng carbon vô định hình khi nung ở 550° Husk Charcoal RHC is a by-product of rice processing mills which can be found in very large quantities in these mills. This industrial waste is largely unutilized, causing environmental pollution especially in the state of Kelantan. In order to increase its utilization, RHC was characterized and investigated for its potential in enhancing the composting process. Physico-chemical properties of RHC such as pH, nutrient content, ash content, CEC, adsorption kinetics, surface area, functional groups, surface structure and pore sizes were studied. The composting treatments were carried out by mixing 4% wt/wt and 6% wt/wt RHC with organic substrates and with no RHC amended as control. Parameters such as daily temperature, CO2 flux, nutrient content, pH, moisture and total microbial count were measured during the composting process. Results showed that RHC is a highly alkaline material pH with a carbon content of 16% wt/wt dry basis, CEC of 17cmol/kg-1 soil, BET surface area of 401 mg g-1 and a methylene blue adsorption capacity of mg g-1. The presence of C=O carboxyl-C, ketones and ester, aliphatic C=H, C=C benzene ring and C-H aromatic hydrogen suggests that RHC mainly comprises amorphous char, a random mixture of thermally altered molecules and aromatic addition of RHC to organic matter accelerated the composting process through higher decomposition rates due to higher microbial population at the thermophilic stage with RHC acting as a bulking agent, as well as higher moisture and nutrient retention during composting. N losses were found to be lower with RHC PaethanomKunio YoshikawaA biomass waste, rice husk, was inspected by thermoanalytical investigation to evaluate its capability as an adsorbent medium for tar removal. The pyrolysis process has been applied to the rice husk material at different temperatures 600, 800 and 1000 degrees C with 20 degrees C/min heating rate, to investigate two topics 1 influence of temperature on characterization of rice husk char and; 2 adsorption capability of rice husk char for tar removal. The results showed that subsequent to high temperature pyrolysis, rice husk char became a highly porous material, which was suitable as tar removal adsorbent with the ability to remove tar effectively. In addition, char characteristics and tar removal ability were significantly influenced by the pyrolysis temperature. Mahir Mohammed SaidThe trend for material and energy recovery from biomass-waste along with the need to reduce green house gases has led to an increased interest in the thermal processes applied to biomass. The thermal process applied to biomass produces either liquid fuel bio-oil or gaseous fuel. One of the biomass wastes that are produced in large quantities in Tanzania is rice husk. The behaviour of this waste is important to any designing of thermal handling equipment when subjected thermal environment such as burning or thermal degradation. Due to this it is imperative to establish thermal characteristics of the rice husk pursued in a laboratory to understand its thermal degradation behaviour. The thermal degradation was conducted in a thermo-gravimetric analyzer from room temperature to 1273 K at different heating rates. The activation energy was kJ/mol and suitable heating rate for high degradation of rice husk is 10 K/min, and gives wt% of volatile release which is the suitable heating rate for pyrolysis and energy released was -4437 J/kg, although it has been recommended that the rice to be used for gasification since it contains high amount of paper investigates the properties of rice husk ash RHA produced by using a ferro-cement furnace. The effect of grinding on the particle size and the surface area was first investigated, then the XRD analysis was conducted to verify the presence of amorphous silica in the ash. Furthermore, the effect of RHA average particle size and percentage on concrete workability, fresh density, superplasticizer SP content and the compressive strength were also investigated. Although grinding RHA would reduce its average particle size APS, it was not the main factor controlling the surface area and it is thus resulted from RHA's multilayered, angular and microporous surface. Incorporation of RHA in concrete increased water demand. RHA concrete gave excellent improvement in strength for 10% replacement increment compared to the control mix, and up to 20% of cement could be valuably replaced with RHA without adversely affecting the strength. Increasing RHA fineness enhanced the strength of blended concrete compared to coarser RHA and control OPC Di BlasiGabriella SignorelliCarlo Di RussoGennaro ReaThe pyrolysis characteristics of agricultural residues wheat straw, olive husks, grape residues, and rice husks and wood chips have been investigated on a bench scale. The experimental system establishes the conditions encountered by a thin 4 × 10-2 m diameter packed bed of biomass particles suddenly exposed in a high-temperature environment, simulated by a radiant furnace. Product yields gases, liquids, and char and gas composition, measured for surface bed temperatures in the range 650−1000 K, reproduce trends already observed for wood. However, differences are quantitatively large. Pyrolysis of agricultural residues is always associated with much higher solid yields up to a factor of 2 and lower liquid yields. Differences are lower for the total gas, and approximate relationships exist among the ratios of the main gas species yields, indicating comparable activation energies for the corresponding apparent kinetics of formation. However, while the ratios are about the same for wood chips, rice husks, and straw, much lower values are shown by olive and grape residues. Large differences have also been found in the average values of the specific devolatilization rates. The fastest up to factors of about with respect to wood have been observed for wheat straw and the slowest up to factors of 2 for grape the present study, one process was selected for a fundamental study of structural evolution during rapid pyrolysis, as well as for the study of the influence of such evolution on char reactivity. Chars were prepared at different situations from rice husk. The reactivity of resultant chars was measured using non-isothermal thermogravimetric analysis. The structure of fresh and partly reacted chars was characterized using proximate and ultimate analyses, physical adsorption/desorption measurements of N2 − 196 °C, mercury intrusion porosimetry 414 MPa, FTIR, Helium pycnometer as well as samples visualization by scanning electronic microscopy SEM. Appreciable differences in the physical characteristics, depending markedly on the pyrolysis stage, were observation showed that surface of pore in char particle became increasingly rough in the middle of pyrolysis. Micropore characteristics obtained from adsorption/desorption measurement were complex. Release of volatile material led to the development of pores with different changing trends. The surface area of char increased with pyrolysis process to a maximum value of m2/g at pyrolysis reaction ratio Rp = Macropores in char particles which were evaluated by mercury intrusion porosimetry indicated that the porosity increases continually. Combined the analysis result of density with porosity data, it was showed that particle shrinkage happened at the first stage of rapid pyrolysis. The H/C, O/C and N/C ratios of the char changed with different trends when the pyrolysis reaction ratio increased. Furthermore, FTIR studies indicated a gradual decrease in the intensities of OH, C–H and C–O stretches with pyrolysis process. At the end of reaction, most bands disappeared, resulting in a char that was mainly an aromatic polymer of carbon atoms.

nghiên cứu về than sinh học