生物炭含有哪些官能團

『壹』 什麼是水稻生物炭育苗基質其育苗技術環節和注意事項有哪些

水稻生物炭育苗基質是以生物炭為核心的碳基水稻育苗基質。生物炭具有微孔結構和表面官能團豐富，保水透氣性強，吸光增溫效果好等特點。生物炭水稻育苗基質含碳量≥30%，富含水稻秧苗生長所需的大量元素和中微量元素，有利於促進早生快發，培育高素質秧苗，專門用於水稻機械化大棚旱育苗，直接裝盤，日常管理簡易，大大節省育苗程序和費用。其技術環節和注意事項如下：

（1）品種選擇

選用經審定的適合當地機械化栽插的高產、多抗、優質水稻品種，種子純度不小於99.5%，發芽勢不小於85.0%，發芽率不小於95.0%，水分不大於14.5%。

（2）種子處理

曬種，可使種子的乾燥度一致，增強種子吸水力，提高種子發芽勢，還能利用陽光紫外線殺菌除蟲，對成熟不良和貯藏中受潮的種子效果更為明顯。選晴朗天氣，在背風向陽處將種子攤開至3厘米～4厘米厚，每天

翻動3次～6次，曬種1天～3天。操作時不要擦傷谷殼。

選種，採用鹽水選擇飽滿程度一致的成熟種子。用食鹽或硫銨配置成比重為 1.08～1.13的溶液，稻種放入其中不斷攪拌 ，去除空癟稻種，成粒種子再用清水洗2遍～3遍，以種子表面無鹽分為准。

浸種，使用相關浸種葯劑浸種，用量用法參照葯劑說明。浸種時間長短視氣溫、品種而定，以種子吸足水分為宜，即達到谷殼透明，米粒腹白可見，米粒易折斷無響聲。

催芽，可利用催芽設備將吸足水分的種子在 30 ℃～32 ℃下進行保濕催芽到破胸，必要時應翻拌補水。經1天～2天種子就開始破胸露白，露白後要降低溫度，溫度保持在25 ℃，當95.0%的種子破胸時應停止催芽。

晾芽：催好芽的種子在大棚或室內常溫條件下晾芽，抑制芽長，提高芽種抗寒性，散去芽種表面多餘水分，保證播種均勻一致。晾芽不能在陽光直射條件下進行，溫度不能過高，晾芽不能過度，嚴防芽干。晾芽時間以3小時～6小時為宜。

（3）播種

根據水稻品種特性、安全齊穗期及茬口確定播期。一般根據適宜移栽期，當外界氣溫穩定通過5℃時即可播種。為防止溫度過低誘發病害，不可過於提前播種。要搶晴播種，禁忌在寒流和陰天播種。播期的早晚首先要根據品種生育期長短而定，生育期長應適當提早播種，

生育期短可適當推遲播期。「晚育早插」是生物炭水稻育苗基質的特點之一，可適當推遲播期。沈陽地區以4月中旬播種為宜。每盤播種濕籽95克～105克。播種方法，採取機械自動化流水線播種，作業前調好設備，平整填裝生物炭水稻育苗基質。基質厚度1.5厘米～2.5厘米，上平面比盤低0.5厘米～0.8厘米；澆水時，做到盤內育苗基質全部潤透，盤底部稍有滲水，上面不積水。覆蓋厚度0.4厘米～0.7厘米，要將種子蓋嚴，沒有露種現象。播種好的秧盤整齊擺放在運輸工具上運至溫室大棚內，將秧盤整齊平鋪至地面上，覆蓋農用覆膜或無紡布，保溫、保濕。

（4）苗期管理

適時撒覆蓋物，當秧苗出苗達到80%以上時，及時將覆膜或無紡布撤掉。

溫度管理，出苗前，白天維持基質溫度25℃～30℃；一葉一心時維持在22℃～25℃；從2片半葉開始溫度降到16℃～22℃，夜間溫度能夠保證在12℃～15℃以上最好。移栽前3天～4天，外界溫度不低於11℃～12℃的情況下，夜間大通風。

水分管理，水分管理是使用生物炭水稻育苗基質時的關鍵注意事項。播種時澆透水，播後至1葉1心保持濕潤，1葉1心後應控水，避免秧苗過快生長，控水標准為不卷葉不補水，如發現基質乾燥，補水應以噴淋方式進行，切忌大水沖淋。如果秧盤下午缺水適當少補，在第二天早上加大補水量。補水時間宜在日出前或日落後，

以減少氣溫與水溫的溫度差，避免溫度忽高忽低造成病苗。移栽前2天～3天斷水煉苗。

肥料管理，根據實際情況，秧苗生長正常、葉色濃綠的可免施肥料；如需補充肥料，以適時適量為原則，用微噴設備噴澆，酌情及時追肥然後用清水沖洗。插秧前3天～7天，適時適量補充送嫁肥。

病蟲害防治，預防為主，防治為輔，主要預防青枯病和立枯病發生。科學管水，合理施肥，調整溫度防止秧苗徒長，提高秧苗素質，增強對病害的免疫能力。適時適量噴施葯劑，預防病害，防治稻水象甲和潛葉蠅等病蟲害。

（5）秧苗要求：秧齡25天～35天，葉齡3.0葉～3.5葉，株高13厘米～15厘米，百株鮮重12克～15克，百株乾重3.0克以上，秧苗整齊一致，個體間差異小，無枯葉，無病害，成苗率高，單位面積苗數均勻，根白、根粗、根量大，起秧時不散落。

『貳』 官能團具體有哪些呢

碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、羧基、醚鍵、醛基、羰基等。

官能團，是決定有機化合物的化學性質的原子或原子團。常見官能團碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、羧基、醚鍵、醛基、羰基等。有機化學反應主要發生在官能團上，這些官能團就決定了有機物中的鹵代烴、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亞硝酸酯、磺酸類有機物、胺類、醯胺類的化學性質。

官能團知識點的總結如下

官能團是生物分子中化學性質比較活潑，容易發生化學反應的原子或基團。含有相同官能團的分子，具有類似的性質。官能團限定生物分子的主要性質。

然而，在整個分子中，某一官能團的性質總要受到分子其它部分電荷效應和立體效應的影響。任何一種分子的具體性質，都是其整體結構的反應。

生物小分子大多是雙官能團或多官能團分子，如糖是多羥基醛（酮），氨基酸是含有氨基的羧酸。官能團在碳鏈中的位置和在碳原子四周的空間排布的不同，進一步豐富了生物分子的異構現象。

『叄』 生物炭能被重鉻酸鉀氧化嗎

生物炭可以被重鉻酸鉀氧化。重鉻酸鉀是一種強氧化劑，可以將許多有機物氧化成二氧化碳和水。生物炭是一種由生物質經過高溫熱解得到的炭質材料，其中含有大量的有機物質爛氏。在重鉻酸鉀的存在下，生物炭中的有機物質會被氧化成二氧化碳和慎磨水，同時重鉻酸鉀也會被還原成Cr3+離子，因此可以用重鉻酸寬歷斗鉀的氧化能力來測定生物炭中有機物的含量。但是需要注意的是，重鉻酸鉀氧化是一種強氧化反應，需要在嚴格的實驗條件下進行，以避免產生危險。

『肆』 哪些官能團對厭氧發酵有作用

作為一種有機廢棄生物質再生利用的有效手段，厭氧發酵技術受到了廣泛關注。已有的研究表明：在厭氧發酵系統中引入炭材料功能促進劑，可以有效的提升厭氧發酵系統的性能。此外，在碳材料表面構造表面官能團，可以改變碳材料的導電性、親水性、疏水性、電化學性能、催化性能等。因此，設計和開發具有豐富表面官能團的厭氧發酵功能促進劑，提升厭氧發酵的產甲烷性能，對規模化厭氧發酵系統實現廢棄物資源化綜合利用有重大的意義。從表面官能團的角度，解釋了雜原子摻雜生物炭促進劑對增強厭氧共發酵產甲烷的作用機理。一方面，含O、N和P官能團的引入促進了生物炭的電子交換能力（Electron exchange capacity，EEC），增強了產乙酸菌和產甲烷菌之間的電子轉移，促進厭氧發酵中有機物的降解和甲烷的產生；另一方面，含N、P和S官能團的引入增強了生物炭促進劑對CO2的吸附，加速了共發酵系統中CO2的消耗，促進CO2向CH4的轉化這項工作採用多種雜原子摻雜，在生物炭表面構造了含O、N、P、S豐富的表面官能團，作為功能促進劑，應用於厭氧發酵系統，改善了厭氧發酵環境，提升了厭氧發酵系統的綜合性能。有望從「沼氣清潔生產」、「廢棄物高效降解」和「沼渣肥料化利用」等三個方面提高厭氧發酵系統的整體性能，實現廢棄物（蘆薈廢棄物、糞便廢棄物、城市污泥廢棄物） 「熱—電—肥聯產」的資源化的綜合利用。提出的表面氧化還原官能團增強厭氧發酵系統性能的策略，為開發高性能厭氧發酵促進劑提供了強有力的理論基礎和技術支持。由農業廢棄物帶來的環境污染問題日趨嚴重，但秸稈含有大量的有機養分，若將其合理利用即可變廢為寶，實現廢棄物的資源化利用。秸稈屬於高碳水底物，可為厭氧發酵微生物提供豐富的能源，因此利用厭氧發酵技術將秸稈等農業廢棄物轉化為沼氣具有巨大的潛力。另外，將秸稈作為熱解炭化或水熱炭化的底物用於生產生物炭是一條秸稈高值化利用的有效途徑。
3.生物炭作為一種生物相容的導電多孔固體材料，具有來源廣泛、價格低廉、可再生、呈鹼性、高度芳香化、較滲數嘩大的比表面積、豐富的孔隙結構和官能團（如羧基、內酯型羧基、酚羥基和羰基等）等特性，目前在強化厭氧發酵領域已多有應用。盡管厭氧發酵技術已有悠久的研究歷史，但目前仍存在一些不容忽視的瓶頸問題，如產氣效率低和氣體組分不夠理想等。
改性生物炭負載微生物的復合體及其在強化厭氧發酵中的應用。本發明提供的改性生物炭可以強化厭氧發酵，提高產氣效率和氣體品質。
5.為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：本發明提供了一種改性生物炭，制備所述改性生物炭的方法包括以下步驟：1）將生物炭和改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；2）將過濾所得生物炭清洗至濾液呈中性，得到所述改性生物炭；所述改性劑溶液包括hcl溶液、naoh溶液畢巧和k2co3溶液中的一種或兩種以上溶液；當改性劑為兩種以上溶液時，所述步驟1）為：11）生物炭與其中一種改性劑溶液混合，加熱叢行3~5h，靜置12~24h後過濾；12）更換改性劑溶液的種類，將所述步驟11）過濾後的固體重復步驟11）直至所有改性劑溶液處理完全。
6.優選的，所述hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液的濃度分別為1~3mol/l。
7.優選的，所述生物炭和任意一種改性劑的質量比為1：5。
8.優選的，所述生物炭的制備原料包括農作物秸稈。
9.優選的，所述生物炭的制備方法包括水熱炭化或熱解炭化；所述水熱炭化的溫度為180~200℃，炭化時間為1~3h；所述熱解炭化的溫度為600~1000℃，炭化時間為0.5~2h。
10.優選的，所述生物炭的制備原料的粒徑為2~20mm。
11.本發明還提供了一種改性生物炭負載微生物的復合體，包括改性生物炭和復合菌液；所述改性生物炭包括上述方案中所述的改性生物炭；所述改性生物炭和復合菌液的質量比為（5~15）：1；所述復合菌液包括產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌的混合菌液，或馴化得到的混合菌液；所述產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌的活菌數比為1：1；所述馴化的方法包括：以農作物秸稈為底物，接種厭氧發酵體系中的沼液，38℃厭氧發酵30d，得到馴化後的混合菌液；所述厭氧發酵體系包括穩定運行的厭氧發酵體系。
12.優選的，所述乙酸嗜蛋白質菌的活菌濃度為108個/ml；所述多形擬桿菌的活菌濃度為108個/ml。
13.本發明還提供了上述方案所述的復合體的制備方法，包括以下步驟：將改性生物炭、復合菌液和營養液在35~37℃，擴繁1~3d，得到所述復合體；或者採用高壓噴塗的方法，將所述復合菌液噴塗在改性生物炭上，得到所述復合體；所述噴塗的壓力為0.5~1.5mpa。
14.本發明還提供了上述方案中所述的改性生物炭或上述方案中所述的復合體或利用上述方案中所述的制備方法得到的復合體在強化厭氧發酵中的應用，包括提升甲烷產氣性能和/或甲烷氣體品質。
15.有益效果：本發明提供了一種改性生物炭，制備所述改性生物炭的方法包括以下步驟：1）將生物炭和改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；2）將過濾所得生物炭清洗至濾液呈中性，得到所述改性生物炭；所述改性劑溶液包括hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液中的一種或兩種以上溶液；當改性劑為兩種以上溶液時，所述步驟1）為：11）生物炭與其中一種改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；12）更換改性劑溶液的種類，將所述步驟11）過濾後的固體重復步驟11）直至所有改性劑溶液處理完全。本發明通過適宜的方法制備得到的改性生物炭，可以提高生物炭的比表面積和孔隙度，從而使改性後的生物炭更有利於微生物的繁殖和棲息，還可以增加微生物群落的多樣性和數量並保持其生物活性，進而提高微生物對有機物的降解能力，提高產氣效率和氣體品質。
16.進一步的，本發明提供的改性生物炭作為微生物載體材料，易於與發酵液分離、可再生，也便於微生物菌劑的儲存、運輸和使用，因此有望高效應用於厭氧發酵系統中。
附圖說明
17.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
18.圖1為本發明所述改性生物炭的制備工藝及應用流程圖。
具體實施方式
19.本發明提供了一種改性生物炭，制備所述改性生物炭的方法包括以下步驟：1）將生物炭和改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；2）將過濾所得生物炭清洗至濾液呈中性，得到所述改性生物炭；所述改性劑溶液包括hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液中的一種或兩種以上溶液；當改性劑為兩種以上溶液時，所述步驟1）為：11）生物炭與其中一種改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；12）更換改性劑溶液的種類，將所述步驟11）過濾後的固體重復步驟11）直至所有改性劑溶液處理完全。
20.本發明所述生物炭的制備原料優選包括農作物秸稈，進一步優選包括小麥秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈、花生秸稈、棉花秸稈和蔬菜秸稈中的一種或多種，更優選為小麥秸稈、玉米秸稈或水稻秸稈。
21.在本發明中，所述生物炭的制備原料的粒徑優選為2~20mm，進一步優選為2~10mm或(10，20]mm，更優選為2mm、5mm、10mm、15mm或20mm，其中(10，20]mm為大於10mm且小於等於20mm。
22.本發明所述2~10mm的農作物秸稈制備的生物炭具有很高的比表面積，可作為微生物的載體材料，優選用於強化微生物厭氧發酵體系，進一步優選用於強化連續攪拌發酵體系，更優選用於強化cstr厭氧發酵體系；所述cstr為連續攪拌反應器系統或稱全混合厭氧反應器。而顆粒小於2mm的原料制備的生物炭沉降性能較差，不利於與cstr中的底物混合，顆粒大於10mm的原料制備的生物炭影響cstr中物質的轉移和傳遞。
23.本發明所述(10，20]mm的農作物秸稈制備的生物炭優選用於強化微生物厭氧發酵體系，進一步優選用於強化上流式厭氧發酵體系，更優選作為uasb反應器，即上流式厭氧污泥床反應器的固定床材料，可以為微生物提供生長空間，易於與發酵液分離，可根據反應器的大小調整顆粒生物炭的填充量。而粒徑小於10mm的原料制備的生物炭不易回收利用，粒徑大於20mm的原料制備的生物炭不便於填充操作，反應器中易發生溝流現象。
24.本發明所述生物炭的制備方法優選包括水熱炭化或熱解炭化。
25.當採用水熱炭化的方法制備生物炭時，所述水熱炭化的溫度優選為180~200℃，進一步優選為180~185℃或190~195℃或196~200℃。在本發明的實施例中，可以為180℃、190℃或200℃。在本發明中，所述水熱炭化的炭化時間優選為1~3h，進一步優選為1h、2h或3h；當採用熱解炭化的方法制備生物炭時，所述熱解炭化的溫度優選為600~1000℃，進一步優選為600~650℃、700~750℃、800~850℃、900~950℃或960~1000℃。在本發明的實施例中，可以為600℃、700℃、800℃、900℃或1000℃。在本發明中，所述熱解炭化的炭化時間優選為0.5~2h，進一步優選為1~2h，更優選為1h或2h。
26.本發明通過適宜的水熱炭化方法，制備得到的生物炭表面官能團結構較為豐富，適宜用於強化厭氧發酵；通過適宜的熱解炭化方法，制備所得生物炭炭化程度較為完全，具有較為豐富的孔隙結構，可作為厭氧發酵中微生物良好的載體材料使用。
27.得到生物炭後，本發明將生物炭和改性劑混合，加熱3h，靜置24h後過濾。
28.在本發明中，所述改性劑包括hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液中的一種或兩種以上溶液；所述hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液的濃度分別優選為1~3mol/l，優選為3mol/l。
29.在本發明中，當改性劑為兩種以上溶液時，所述步驟1）為：11）生物炭與其中一種改性劑溶液混合，加熱3~5h，靜置12~24h後過濾；12）更換改性劑溶液的種類，將所述步驟11）過濾後的固體重復步驟11）直至所有改性劑溶液處理完全。
30.本發明對不同溶液先後的處理順序沒有特殊要求，以改性劑為hcl溶液、naoh溶液和k2co3溶液三種獨立分裝的溶液為例進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發明保護范圍的限定：將hcl溶液和生物炭混合，加熱攪拌3~5h，靜置12~24h後過濾，得到第一生物炭；將第一生物炭和naoh溶液混合，加熱攪拌3~5h，靜置12~24h後過濾，得到第二生物炭；將第二生物炭和k2co3溶液混合，加熱攪拌3~5h，靜置12~24h後過濾，得到第三生物炭，將第三生物炭作為過濾得到的生物炭。
31.在本發明中，所述加熱的時間為3~5h，優選為3h；所述靜置的時間優選為12~24h，更優選為24h；所述加熱過程中還包括攪拌，所述攪拌的轉速優選為120~200rpm，更優選為160rpm。在本發明中，所述加熱時優選進行攪拌處理。本發明對所述攪拌處理的方法沒有特殊要求，採用本領域技術人員所熟知的攪拌方法即可。本發明通過加熱處理可以加快活性炭活化改性，通過靜置適宜的時間可以使混合液熟化（即改性更加充分）。
32.在本發明中，所述生物炭和任意一種改性劑的質量比優選為1：5，當改性劑為兩種以上溶液時，所述生物炭和改性劑中的任意一種溶液的質量比分別優選為1：5。
33.得到過濾得到的生物炭後，本發明將過濾得到生物炭清洗至濾液呈中性。在本發明中，所述清洗的溶劑優選包括純水。
34.清洗至濾液呈中性後，本發明優選將清洗後的生物炭烘乾至恆重，得到所述改性生物炭。在本發明中，所述烘乾的溫度優選為80~100℃，更優選為80℃。
35.本發明通過適宜的方法制備得到的改性生物炭，可以提高生物炭的比表面積和孔隙度，從而使改性後的生物炭更有利於微生物的繁殖和棲息，還可以增加微生物群落的多樣性和數量並保持其生物活性，進而提高微生物對有機物的降解能力，提高產氣效率和氣體品質。
36.本發明還提供了一種改性生物炭負載微生物的復合體，包括改性生物炭和復合菌液；所述改性生物炭包括上述方案所述的改性生物炭。
37.本發明所述改性生物炭和復合菌液的質量比為（5~15）：1，優選為5：1、10：1或15：1。
38.本發明所述復合菌液包括產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌的混合菌液，或馴化得到的混合菌液；所述產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌的混合菌液中產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌的活菌數比優選為1：1。
39.本發明所述乙酸嗜蛋白質菌優選購自biovector ntcc質粒載體菌種細胞蛋白抗體基因保藏中心，貨號為as 1.5024，活菌濃度為108個/ml；所述多形擬桿菌優選購自上海瑞楚生物科技有限公司，貨號為atcc 29741，活菌濃度為108個/ml。本發明提供的復合菌液可以加快厭氧發酵的進行。
40.本發明所述馴化的方法包括：以農作物秸稈為底物，接種厭氧發酵體系中的沼液，38℃厭氧發酵30d，得到馴化後的混合菌液；
所述厭氧發酵體系包括穩定運行的厭氧發酵體系。
41.本發明所述穩定運行的厭氧發酵體系優選為穩定產甲烷的厭氧發酵體系或正常產甲烷的厭氧發酵體系。
42.在本發明中，所述農作物秸稈優選包括玉米秸稈，所述沼液的接種量優選為15%，即沼液與底物的體積比為15：100；接種沼液後所述厭氧發酵優選為每隔一天補充一次底物，即加料，同時取出部分發酵體系中的底物，即出料；加料的體積和出料的體積相同，加料的總固體濃度ts優選為6%。
43.本發明所提供的復合體，通過適宜用量的改性生物炭和復合菌液復配，耦合了生物炭強化和微生物強化雙重優勢，在厭氧發酵性能提升的同時也可增強厭氧發酵體系對不良環境的抗沖擊能力。
44.本發明還提供了上述改性生物炭負載微生物的復合體的制備方法，包括以下步驟：將改性生物炭、復合菌液和營養液在35~37℃下，擴繁1~3d，得到所述改性生物炭負載微生物的復合體；或者採用高壓噴塗的方法，將所述復合菌液噴塗在改性生物炭上。
45.在本發明中，所述營養液優選包括厭氧培養液；所述厭氧培養液優選購自北京沃凱生物科技有限公司公司，貨號為f10823；所述改性生物炭、復合菌液和營養液的質量比優選為5：1：100、10：1：100或15：1：100。
46.在本發明中，所述擴繁優選包括在厭氧反應器中擴繁，更優選為直接在cstr反應器中進行擴繁；所述擴繁的時間為1~3d，優選為1d、2d或3d。
47.在本發明中，所述噴塗的壓力為0.5~1.5mpa，優選為0.5、1或1.5mpa；所述高壓噴塗的改性生物炭，優選為粒徑為(10，20]mm的改性生物炭；高壓噴塗法制備的改性生物炭負載微生物的復合體優選用於uasb反應器中。
48.本發明還提供了上述改性生物炭或上述改性生物炭負載微生物的復合體或利用上述制備方法制備得到的改性生物炭負載微生物的復合體在強化厭氧發酵中的應用。
49.在本發明中，包括提升甲烷產氣性能和/或甲烷氣體品質；所述甲烷產氣性能包括產甲烷率；所述甲烷氣體品質包括甲烷含量。
50.在本發明中，所述厭氧發酵優選包括cstr厭氧發酵或uasb厭氧發酵；所述cstr厭氧發酵時，改性生物炭的粒徑優選為2~10mm，所述uasb厭氧發酵時，改性生物炭的粒徑優選為(10，20]mm。
51.本發明對不同的厭氧發酵體系提供不同粒徑的改性生物炭或改性生物炭負載微生物的復合體可以顯著提高產甲烷率和甲烷含量。
52.為了進一步說明本發明，下面結合附圖和實施例對本發明提供的改性生物炭負載微生物的復合體及其在強化厭氧發酵中的應用進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發明保護范圍的限定。
53.實施例1一種改性生物炭，由以下方法制備得到：1）將玉米秸稈作為原料，採用水熱炭化工藝制備2mm顆粒生物炭，其中炭化溫度為
180℃，炭化時間為1.0h；2）將步驟1）中的顆粒生物炭與3mol/l的hcl溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與hcl溶液的質量比為1：5；3）將步驟2）過濾得到的顆粒生物炭與3mol/l的naoh溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與naoh溶液的質量比為1：5；4）採用純水將步驟3）過濾得到的顆粒生物炭清洗至，濾液呈中性，80℃烘乾至恆重，得到所述改性生物炭。
54.實施例2一種改性生物炭，由以下方法制備得到：1）將小麥秸稈作為原料，採用水熱炭化工藝制備10mm顆粒生物炭，其中炭化溫度為200℃，炭化時間為3.0h；2）將步驟1）中的顆粒生物炭與3mol/l的hcl溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與hcl溶液的質量比為1：5；3）將步驟2）過濾得到的顆粒生物炭與3mol/l的k2co3溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與k2co3溶液的質量比為1：5；4）採用純水將步驟3）過濾得到的顆粒生物炭清洗至，濾液呈中性，80℃烘乾至恆重，得到所述改性生物炭。
55.實施例3一種改性生物炭，由以下方法制備得到：1）將水稻秸稈作為原料，採用熱解炭化工藝制備15mm顆粒生物炭，其中炭化溫度為600℃，炭化時間為1.0h；2）將步驟1）中的顆粒生物炭與3mol/l的naoh溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與naoh溶液的質量比為1：5；3）將步驟2）過濾得到的顆粒生物炭與3mol/l的k2co3溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與k2co3溶液的質量比為1：5；4）採用純水將步驟3）過濾得到的顆粒生物炭清洗至，濾液呈中性，80℃烘乾至恆重，得到所述改性生物炭。
56.實施例4一種改性生物炭，由以下方法制備得到：1）將小麥秸稈作為原料，採用熱解炭化工藝制備15mm顆粒生物炭，其中炭化溫度為1000℃，炭化時間為2.0h；2）將步驟1）中的顆粒生物炭與3mol/l的hcl溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與hcl溶液的質量比為1：5；3）將步驟2）中的顆粒生物炭與3mol/l的naoh溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與naoh溶液的質量比為1：5；4）將步驟3）過濾得到的顆粒生物炭與3mol/l的k2co3溶液混合，加熱攪拌3h，靜置24h後過濾；所述顆粒生物炭與k2co3溶液的質量比為1：5；5）採用純水將步驟4）過濾得到的顆粒生物炭清洗至濾液呈中性，80℃烘乾至恆重，得到所述改性生物炭。
57.實施例5一種改性生物炭負載微生物的復合體，由以下方法制備得到：將實施例1制備的改性生物炭、復合菌液和營養液加入cstr反應器中，在35℃下，擴繁1d，得到所述改性生物炭負載微生物的復合體；其中改性生物炭、復合菌液和營養液的質量比為5：1：100；復合菌液為產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌按1：1的體積比配製的混合菌液，所述乙酸嗜蛋白質菌購自biovector ntcc質粒載體菌種細胞蛋白抗體基因保藏中心，貨號為as 1.5024，活菌濃度為108個/ml；所述多形擬桿菌購自上海瑞楚生物科技有限公司，貨號為atcc 29741，活菌濃度為108個/ml；營養液購自北京沃凱生物科技有限公司公司，貨號為f10823。
58.實施例6一種改性生物炭負載微生物的復合體，由以下方法制備得到：將實施例2制備的改性生物炭、復合菌液和營養液加入cstr反應器中，在37℃下，擴繁3d，得到所述改性生物炭負載微生物的復合體；其中改性生物炭、復合菌液和營養液的質量比為15：1：100；復合菌液為產乙酸嗜蛋白質菌和多形擬桿菌按1：1的體積比配製的混合菌液，所述乙酸嗜蛋白質菌購自biovector ntcc質粒載體菌種細胞蛋白抗體基因保藏中心，貨號為as 1.5024，活菌濃度為108個/ml；所述多形擬桿菌購自上海瑞楚生物科技有限公司，貨號為atcc 29741，活菌濃度為108個/ml；營養液購自北京沃凱生物科技有限公司公司，貨號為f10823。
59.實施例7一種改性生物炭負載微生物的復合體，由以下方法制備得到：在厭氧生物培養箱中，採用高壓噴塗法，將復合菌液噴塗在實施例3制備的改性生物炭上，得到所述改性生物炭負載微生物的復合體；其中，高壓噴塗的壓力為0.5mpa；所述復合菌液由以下方法制備得到：在5l的厭氧發酵反應器中，接種實驗室正在穩定運行的厭氧發酵體系中的沼液，接種量為15%（v/v），以玉米秸稈作為底物，每隔一天出料一次並加料一次，加料濃度ts為6wt.%，水力停留時間（hrt）設置為30d。
60.實施例8一種改性生物炭負載微生物的復合體，由以下方法制備得到：在厭氧生物培養箱中，採用高壓噴塗法，將復合菌液噴塗在實施例4制備的改性生物炭上，得到所述改性生物炭負載微生物的復合體；其中，高壓噴塗的壓力為1.5mpa；所述復合菌液的制備方法同實施例7。
61.對比例1一種生物炭負載微生物的復合體，所述生物炭負載微生物復合體的制備方法與實施例5相似，唯一區別在於，將實施例1制備的改性生物炭替換為實施例1中步驟1）制備得到的顆粒生物炭。
62.對比例2一種生物炭負載微生物的復合體，所述生物炭負載微生物復合體的制備方法與實
施例6相似，唯一區別在於，將實施例2制備的改性生物炭替換為實施例2中步驟1）制備得到的顆粒生物炭。
63.對比例3一種生物炭負載微生物的復合體，所述生物炭負載微生物復合體的制備方法與實施例7相似，唯一區別在於，將實施例3制備的改性生物炭替換為實施例3中步驟1）制備得到的顆粒生物炭。
64.對比例4一種生物炭負載微生物的復合體，所述生物炭負載微生物復合體的制備方法與實施例8相似，唯一區別在於，將實施例4制備的改性生物炭替換為實施例4中步驟1）制備得到的顆粒生物炭。
65.應用例1將實施例5、實施例6、對比例1和對比例2制備得到的復合體用於強化cstr厭氧發酵工藝，具體方法如下：玉米秸稈等農作物秸稈作為cstr底物，沼液的接種量為15%，總固體濃度ts為6%，水力停留時間為30d，溫度為38℃，上述復合體用於強化厭氧發酵，對產氣情況進行監測；將實施例7、實施例8、對比例3和對比例4制備得到的復合體用於強化uasb厭氧發酵工藝，具體方法如下：生活廢水、啤酒廢水等各類廢水作為uasb底物，沼液的接種量為15%，總固體濃度ts為6%，水力停留時間為30d，溫度為38℃，上述復合體用於強化厭氧發酵，對產氣情況進行監測；將實施例5~8和對比例1~4制備的復合體，按上述方法用於強化cstr厭氧發酵工藝或uasb厭氧發酵工藝，每種復合體按上述方法重復3次，藉助氣體流量計和氣相色譜儀，測定實施例5~8和對比例1~4制備的復合體強化厭氧發酵體系後的最大產甲烷率和甲烷含量，每種復合體的測定結果取平均值，測定結果見表1。
66.表1 不同復合體的強化效果
組別實施例5實施例6實施例7實施例8對比例1對比例2對比例3對比例4最大產甲烷率（l/l/d）1.721.561.691.411.231.301.371.25甲烷含量增長率（%）15.799.2110.368.535.488.128.495.71
註：表1中的「l/l/d」為每天每升反應器所產的甲烷體積。
67.綜上所述，本發明提供的改性生物炭可以強化厭氧發酵，提高產氣效率和氣體品質。