Rice Husk at a Glance:From Agro-Industrial to Modern Applications

Excessive waste production has led to the concept of a circular bioeconomy to deliver valuable by-products and improve environmental sustainability.The annual worldwide rice production accounts for more than 750 million tons of grain and 150 million tons of husk.Rice husk(RH)contains valuable biomaterials with extensive applications in various fields.The proportions of each component depend primarily on rice genotype,soil chemistry,and climatic conditions.RH and its derivatives,including ash,biochar,hydrochar,and activated carbon have been placed foreground of applications in agriculture and other industries.While the investigation on RH’s compositions,microstructures,and by-products has been done copiously,owing to its unique features,it is still an open-ended area with enormous scope for innovation,research,and technology.Here,we reviewed the latest applications of RH and its derivatives,including fuel and other energy resources,construction materials,pharmacy,medicine,and nanobiotechnology to keep this versatile biomaterial in the spotlight.

基于响应面法优化稻壳水热碳化的工艺参数

本文以废弃稻壳为试验原料,通过水热碳化法制备稻壳水热炭燃料,研究了在水热反应温度、停留时间、催化剂浓度等多因素共同影响下对水热炭热值及产率的影响。并通过响应面法优化出了在本研究所划定的工艺参数范围内的最优工艺参数组合:水热反应温度240℃、停留时间30 min、催化剂浓度0.2 mol/L。在上述最优工艺参数下所制备出的稻壳水热炭兼顾热值高产率好的特性,水热炭的热值为18.045 MJ/kg,产率为48.11%。

改性稻壳水热炭对苯酚的吸附

稻壳在220℃下水热炭化4 h,制备水热炭(BC),用FeCl_(3)和葡萄糖进行改性,制备氯化铁改性水热炭(FBC)和葡萄糖改性水热炭(GBC)。探究了投加量和pH对水热炭吸附苯酚的影响,并对水热炭进行表征,结合吸附动力学和吸附等温线模型研究了吸附机理。结果表明,FBC的比表面积和孔容增大,GBC含氧官能团增多,比表面积增大。在投加量为20 g/L,pH不变的情况下吸附24 h, GBC和FBC对苯酚的去除率可达68.6%和65.7%,较BC提高了约20个百分点。三种水热炭对苯酚的吸附过程均符合准二级动力学和Langmiur吸附等温线,说明该吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。

2种生物炭施用对滨海盐渍土土壤及植物影响的对比分析

改良滨海盐渍土对于园林绿化用地的拓展与生态景观的营造至关重要,是提升城市生态环境质量、丰富绿化多样性的必要举措。本研究对比分析2种生物炭在滨海盐渍土中的施用效果,评估其对土壤理化性质的改善及植物生长的影响。利用地被植物孔雀草(Tagete patula L.)进行室内盆栽试验,在滨海盐渍土中分别添加0.5%、1%、5%(质量比)的污泥水热炭和稻壳热解炭。对比研究两种生物炭不同比例施用对土壤理化性质的影响,并考察孔雀草的生长情况和生理生化指标的变化。结果显示,与稻壳热解炭相比,污泥水热炭在降低土壤pH、提高土壤氮、磷及有机碳质量分数方面表现出更优效果,但过度添加会增加土壤全盐量,以1%的添加比例改良效果最佳,能够在不增加盐渍土全盐量的同时显著降低pH,有效提升土壤有机质、全磷、全氮质量分数。此外,冗余分析表明,污泥水热炭通过降低离子胁迫和改善土壤营养状况来提升孔雀草的根系生长和活力水平,增强其抗盐胁迫能力,进而促进生物量积累。污泥水热炭在滨海盐渍土园林绿化用地中的应用从养分和植物生长的角度来看是可行的,但其长期应用的安全性还需要进一步的研究和评估。该研究将为滨海盐渍土园林绿化用地改良提供科学依据。