廣東
近日，廣東省農(nóng)科院資環(huán)所在Biochar期刊（中科院環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)一區(qū)TOP，IF=13.5）發(fā)表題為“Chemical anchoring of CaO2on phosphate-modifed rice husk biochar for stabilized oxygen release”的學(xué)術(shù)論文。資環(huán)所張文可博士后為論文第一作者，劉忠珍研究員為論文通訊作者。
過氧化鈣（CaO2）可用來改善潛育化稻田的厭氧狀態(tài)，但其氧氣釋放對(duì)土壤環(huán)境高度敏感，存在釋氧速率不可控，易發(fā)生爆發(fā)性釋放的難題。本研究以稻殼生物炭為基底，分別采用硝酸氧化、KOH活化和磷酸鹽三種策略改性載體，再分別負(fù)載CaO2，探究穩(wěn)定釋氧機(jī)制。結(jié)果表明，磷酸鹽改性生物炭（BP）綜合性能最優(yōu)，CaO2@BP不僅實(shí)現(xiàn)高負(fù)載量（10.49%），更達(dá)成持久緩慢釋氧。相比之下，KOH活化雖賦予載體超高比表面積并實(shí)現(xiàn)極高物理負(fù)載（15.74%），但釋氧過快；而硝酸氧化破壞了孔隙且表面呈強(qiáng)酸性，導(dǎo)致負(fù)載量極低（1.31%）。機(jī)理表明，該體系以化學(xué)錨定與物理擴(kuò)散雙重機(jī)制調(diào)控釋氧。BP通過形成穩(wěn)定Ca-P鍵，主導(dǎo)材料的緩慢水解與釋氧。偏最小二乘回歸模型定量揭示：生物炭磷含量和介孔體積是決定負(fù)載力的核心因素，而氫碳比和表面官能團(tuán)主導(dǎo)釋氧動(dòng)力學(xué)。得益于此，CaO2@BP展現(xiàn)卓越環(huán)境適應(yīng)性，釋氧性能基本不受外部pH、離子強(qiáng)度及初始溶解氧濃度的影響。綜上，本研究成功制備了磷酸鹽改性生物炭載體，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)錨定與環(huán)境波動(dòng)的有效解耦，為穩(wěn)態(tài)釋氧材料的研發(fā)提供了具有潛力的技術(shù)方案。
https://doi.org/10.1007/s42773-026-00574-3
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