有机高碳量农业化工产品的元素量化分析及热稳定性研究

作     者：魏铭辰 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜乐;Isabelle KOWALEWSKI

授予年度：2024年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主      题：农业化工 Rock-Eval?热分析 农业化工产品 生物炭 碳储存 

摘      要：在农业化工技术领域,以天然有机物为原料,通过化工技术制备的农业化工产品,有助于升级食品化工生产工艺、减少二氧化碳排放,属于农业技术与化工技术形成交叉新技术的产物。 热分析技术在了解有机物内部构成的过程中体现的至关重要。目前比较主流的气相色谱-质谱分析仪准备繁琐、检测敏感度不高。因此,有机物的热检测急需一种无需繁琐前期样品准备、高效的热分析仪器及热分析方法。 岩石-热解(Rock-Eval?)热分析仪具有无需样品预处理、检测效率高等优势,在农业化工分析领域有着广泛的应用。本硕士论文对有机含量较高的有机农业化工产品进行热检测,在开发了一种针对农业化工产品的新热分析方法的同时,对大量的农业化工产品进行热分析并得到农业化工生产所需要的数据。论文研究内容如下: （1）对林、耕地等土壤样品进行热分析,表明了经过有机物处理过的土壤与天然土壤在碳含量和热稳定性上存在较大差异。 （2）对不同类型的耕地土壤进行热分析,结果表明采用直接施用农业化工产品堆肥的耕地土壤含有最高的总碳含量,L06是热稳定性最高的土壤。此部分研究表明:使用不同的农业化工产品会对土壤的化学性质和稳定性产生不同的影响。 （3）本部分实验开发了一种全新的Rock-Eval?热分析方法,以适用于有机物的热分析。由于有机物本身有机质类型和种类较为复杂,在对农业化工产品—堆肥进行热分析时,在热分析氧化阶段过快的升温速率（25℃/min）导致在短时间内到达了农业化工产品中一种或多种有机成分的燃烧点进而瞬间产生大量的气体对检测器进行冲击,从而形成过多的复杂峰型。进而为了更加方便在化工层面上对农业化工产品进行热分析,通过降低仪器内部氧化阶段升温参数至10℃/min来尽可能消除在热分析过程中出现的极端峰值现象,最终成功开发出针对于有机物的热分析方法。 （4）使用新方法对多种有机物样品进行Rock-Eval?热分析,并将检测结果与元素分析仪的测试结果进行比较以确认新方法的可行性,所得到的数据也为法国图卢兹市拉莫特农场通过化工技术设计制造特种土壤提供数据支撑。