專利名稱：生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，特別是涉及一種由穩(wěn)態(tài)功能碳 (Stabilized Functional Carbons, SFCs)的原料來源、制備過程、儲存或功能化使用組成的生態(tài)型碳減 排的系統(tǒng)化方法，使總碳循環(huán)量減少。通過SFCs建立的碳儲存庫實現(xiàn)初級碳減排和非碳元素減排，通過 SFCs建立的碳功能化使用庫控制和減少來自多種碳排放源頭的碳排放，實現(xiàn)高級碳減排和非碳元素減排。
背景技術：
大自然中，碳素在地球的各個圈層(大氣圈、水圈、生物圖、土壤團、巖石圈)之間，以碳循環(huán)(Carbon Cycle, CC)的方式進行循環(huán)流動和轉(zhuǎn)化，總碳循環(huán)量處于動態(tài)平衡狀態(tài)。工業(yè)革命后，從地下碳庫發(fā)掘出 大量固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的碳資源，使CC系統(tǒng)的總碳循環(huán)量明顯上升并嚴重失衡，形成正碳效應，導致大氣 二氧化碳(C02)和甲烷(OU等溫室氣體(Greenhouse Gases, GHGs)的濃度急劇上升，使全球變暖，正 引發(fā)和將引發(fā)一系列危及人類生存的災難性后果.2007年，聯(lián)合國秘書長已就全球變暖的危害發(fā)出有力警 告全球變暖"不斷加速的步伐讓人非常震驚，，。"我認為，如果我們不采取行動，我們將大禍臨頭"。
GHGs的總量控制，可從兩方面入手， 一是減少其排放， 一是使已排放的GHGs被固定。公知的碳減排 方法，歸為三大類。第一類控制大氣C02和CFU的排放，減少GHGs排放源，使正碳轉(zhuǎn)向零碳。如在化石類 燃料燃燒時實施C02捕捉并將處理后的0)2封存在地下或深海中；如煤礦瓦斯回收利用，牛放屁控制；如使 有較強溫室效應的C仏轉(zhuǎn)化為有較弱溫室效應的C02,第二類控制能源和碳資源的消耗，雖不減少已進入 CC的碳總量，可使正碳轉(zhuǎn)向零碳。如減少使用地下碳庫來源的化石類燃料量；如發(fā)展可再生能源、生物 能源、高效發(fā)電、廢熱回收、建筑物的節(jié)能保溫隔熱、資源再利用等。第三類控制非C02和非CHa的破 資源流動，可使CC系統(tǒng)中某種碳狀態(tài)的儲碳時間延長，也可制造出某種穩(wěn)定化的碳栽體將碳儲藏起來，使
正碳轉(zhuǎn)向^Lf友甚至轉(zhuǎn)向負碳，如植樹造林，經(jīng)光合作用把C02固定在植物體上，增加溫室氣體吸收"匯"，
可穩(wěn)定儲碳幾十年，起零碳作用；如捕捉收集含碳有機污染物，儲存或能源開發(fā)皆起零碳作用；如在中溫 無氧狀態(tài)下以農(nóng)林廢棄物制備生物炭，可使碳儲藏在CC的旁路，減少已進入CC的碳總量，起負碳作用。
然而，公知的碳減排方法的實用性受到很大限制，既不足以有效地改善全球總碳循環(huán)量嚴重失衡的狀 態(tài)，難以減少大氣中過量的二氧化碳，又因耗資巨大和占用資源巨大而嚴重地影響經(jīng)濟的發(fā)展。突出的問 題是過高的費用，減排成本與經(jīng)濟發(fā)展矛盾突出，產(chǎn)品的不穩(wěn)定安全(如泄漏)，多數(shù)方法僅使正碳轉(zhuǎn) 向零碳，占用大量土地資源，得不償失，環(huán)境負效應，社會經(jīng)濟地域發(fā)展不平衡，實施條件限制等。而且， 公知的碳減排方法僅解決影響GHGs的某一因素，效果零散、低效、無系統(tǒng)性、資源利用率低。
氣候變化和挑戰(zhàn)是全球性的，解決方案也必須系統(tǒng)化和全球化。未來的全球性破減排方法需同時滿& 規(guī)?？尚行浴⒔?jīng)濟可行性、資源可行性、生態(tài)可行性和技術可行性的多方面要求。碳減排的未來發(fā)展有 幾個趨勢從治理效果來看，要使總碳循環(huán)量獲得有效的減少，從正碳到零碳僅是起步，而從零碳到負碳 才是最終目的；從系統(tǒng)化來看，GHGs的排放來自于CC過程的各個環(huán)節(jié)，純物理或純化學的、分散的、局 部的碳減排方法已難以應對全球變暖，而生態(tài)的、循環(huán)的、多元的碳減排系統(tǒng)化方法才是最終方向；從可 持續(xù)發(fā)展來看，減排成本與經(jīng)濟發(fā)展的突出矛盾必須協(xié)調(diào)，單純?yōu)樘紲p排目的而發(fā)展的方法難有生命力， 而將碳排放源頭、碳減排產(chǎn)物、碳功能化使用與社會經(jīng)濟環(huán)境生態(tài)效益進行有效整合的方法才有發(fā)展前景，
尋求應對全球性氣候變暖的碳減排方法，使總碳循環(huán)量減少，關鍵的方向?qū)⑹菍で筇嫉膩碓葱?、碳?可捕獲性、碳的可儲存性、碳的長期儲存穩(wěn)定安全性、碳的功能可使用性以及這些碳環(huán)節(jié)的可整合性。
在CC系統(tǒng)，碳存在于氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種主要狀態(tài)中，并處于動態(tài)循環(huán)變化中。由于碳的循環(huán)特征， 使得捕獲和儲存其中任一種的碳狀態(tài)，都可為碳減排提供解決方案，且碳減排的最終環(huán)境效果等同。但比
較三種碳狀態(tài)后可知，氣態(tài)碳難被捕獲、難儲存且功能使用價值??；固態(tài)碳易被捕獲、易儲存且功能使用 價值大；液態(tài)碳則處于兩者之間。因此，全球性碳減排的系統(tǒng)化方法的最佳途徑是捕獲固態(tài)碳并儲存固態(tài) 碳。在各種固態(tài)富破材料中，又以CC生物團中大量的植物性有機物質(zhì)和動物性有機物質(zhì)為最佳原料來源，
GHGs污染、農(nóng)作物廢棄物污染、資源能源短缺、建筑節(jié)能、廢塑料和輪胎污染、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)污染、氮 磷污染、持久性有機污染物(P0Ps)、化學污染、電磁場污染等，看起來復雜混亂，但都直接或間接地與 碳排放相關，這些碳排放的源頭構(gòu)成一個以"碳"為核心并影響GHGs的巨大體系。因此，以有效地減少 總碳循環(huán)量為目的的全球性碳減排的系統(tǒng)化方法，既應包括建立穩(wěn)定安全的碳儲存庫，也應包括對多種碳 排放源頭的有效控制。理想的對策是，利用所建立的碳儲存庫控制和減少來自多種碳排放源頭的碳排放.
植物性有機物質(zhì)改性后的生物炭和活性炭，動植物性有機物質(zhì)改性后的脫水干化木乃伊，皆已被長期 實踐證明是具有超長期穩(wěn)定安全性質(zhì)的碳儲存庫.如中國發(fā)掘的約2100年前的古墓(馬王堆一號漢墓)， 墓室覆蓋著大量的木炭，出土的女尸和植物種子皆無腐爛。正是木炭的固態(tài)碳結(jié)構(gòu)及其特有功能所賦予的 保護條件，使與木炭共存的動物性和植物性的固態(tài)碳結(jié)構(gòu)共同獲得了長達2100年穩(wěn)定安全的有效保存。
對植物性有機物質(zhì)的改性，通常在不同的化學處理、不同的空氣介質(zhì)、不同的液體或固體介質(zhì)、不同 的過程、處理溫度和時間等條件下進行，得不同的改性產(chǎn)物。美國專利4, 553, 978 (Yvan),在200°C至 280°C的中性氣體環(huán)境中烘烤改變植物木質(zhì)成分，優(yōu)選240。C- 260。C,作用30分鐘至5小時。美國專利 5， 585, 319 (Saitoh),在250°C至450°C轉(zhuǎn)爐內(nèi)加熱木質(zhì)纖維素5至100分鐘得吸油材料，整個系統(tǒng)無氣體 入口但有出口使焦化過程產(chǎn)出的酸和氣體排出。美國專利4, 448, 589 (Fan等)，在738°C至788°C通入N2
氣，或N2、水氣與C02的混合氣，使含碳物質(zhì)發(fā)生焦化反應產(chǎn)生燃料氣體，以石英沙和抗結(jié)塊劑為固體介質(zhì)。
梁知維和梁文熙在英國專利(GB1409130 )、法國專利(FR1409130)、德國專利(GE1409130 )、中國專利 (ZL01823477. 1)、澳大利亞專利(AU2001275621 )和俄羅斯專利(RU2277967 )中，對天然有機材料在氧 化介質(zhì)中經(jīng)過80°C至700°C,優(yōu)選110°C至300°C， 1分鐘至24小時的熱化學處理，得疏水/親水吸附材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，從CC生物圈的系統(tǒng)路線圖入手，為解決總碳循環(huán)量的嚴重失衡尋求建立一種碳 儲存庫型的生態(tài)型^s友減排方案。再從循環(huán)經(jīng)濟入手，為GHGs排;故、資源能源短缺、農(nóng)作物廢棄物、建筑 節(jié)能、"白色污染"和"黑色污染"、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)污染、食品安全、氮磷污染、P0Ps、化學污染、電磁場污 染等多種碳排放的源頭，尋求一種清潔生產(chǎn)或低碳經(jīng)濟型的控制方案，即利用所建立的碳儲存庫資源控制 和減少多種碳排放源頭的碳排放，進而控制和減少總碳循環(huán)量，并使該碳減排系統(tǒng)化方法中的碳儲存庫與 清潔生產(chǎn)或低碳經(jīng)濟互相促進共同發(fā)展。
為了避免公知的碳減排方法受限于規(guī)?？尚行浴⒔?jīng)濟可行性、資源可行性、生態(tài)可行性和技術可行 性的技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是，自然界中固定了大量碳元素和非碳元素的植物性和動物性有機 物質(zhì)通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解成為GHGs的排;j文源，為減少所產(chǎn)生的GHGs,分別通過七 種熱化學過程處理植物性有機物質(zhì)，以及一種脫水干化過程處理動物性或植物性有機物質(zhì)，以不低于75 %的碳轉(zhuǎn)化率制備具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(Stabi 1 ized Functional Carbons, SFCs)。通過生態(tài)型SFCs的原料來源、制備過程、儲存或功能化使用的四個碳減排 環(huán)節(jié)，組成生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，控制和減少總碳循環(huán)量，實現(xiàn)以碳儲存庫為特征的初級生態(tài)型碳 減排和非碳元素減排，實現(xiàn)以碳功能化使用庫為特征的高級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排，具有在全球 減少5 - 100億噸碳排放的規(guī)模可行性、經(jīng)濟可行性、資源可行性、生態(tài)可行性和技術可行性，達到 碳減排負碳化和規(guī)?；?、碳資源廢物排放減量化和無害化、碳資源使用最大化和經(jīng)濟化的目標。
簡述本發(fā)明碳減排的原理當植物生長的時候，會吸收大氣C02并轉(zhuǎn)化為固態(tài)有機碳結(jié)構(gòu)儲存在植物 體中；當動物生長的時候，會捕獲有^U友食品并轉(zhuǎn)化為固態(tài)有^U友結(jié)構(gòu)儲存在動物體中；當這些生物體死
亡的時候，其有機碳結(jié)構(gòu)即處于不穩(wěn)定、易被生物氧化降解并釋放GHGs的狀態(tài)中，通過本發(fā)明的方法則 可將這些有機碳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定下來形成生態(tài)型碳儲存庫；當長期儲存或非破壞性地使用這些穩(wěn)定的有機碳結(jié)構(gòu) 的時候，沒有或很少比例的GHGs會釋放出來，使總碳循環(huán)量減少，即可實現(xiàn)以碳儲存庫為特征的初級生 態(tài)型碳減排和非碳元素減排；當這些穩(wěn)定的有^U友結(jié)構(gòu)被儲存式功能化使用于多種碳排放的源頭的時候， 又可控制和減少不同來源的GHGs的釋放，實現(xiàn)以碳功能化使用庫為特征的高級生態(tài)型碳減排和非碳元素 減排，通過清潔生產(chǎn)或低碳發(fā)經(jīng)濟促進碳減排。全系統(tǒng)過程對大氣GHGs的凈貢獻量為"負"，起負碳效應。
本發(fā)明的第一種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-I,在180 -350。C缺氧熱化學條件下生成。其制備過程包括在配備 了氣流系統(tǒng)的設備或生產(chǎn)傳動裝置中，加熱被硅沙或鐵沙所掩蓋的植物性有機物質(zhì)，原料中含有0 - 95%體 積的穩(wěn)定促進劑，加熱溫度180。C至350°C,優(yōu)選200。C至320°C,加熱0. 5 - 24小時，優(yōu)選1 - 5小時，受熱 空氣在硅沙或鐵沙的頂部流動，帶走加熱過程中產(chǎn)生的濕氣和揮發(fā)性物質(zhì)。穩(wěn)定促進劑選自植物果實、石 油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油脂、膠、表面活性劑、無機鹽中的一種或多種，在缺氧熱化學條件下可于原料的表 面形成功能保護層，促進SFC-1的長期穩(wěn)定。掩蓋原料的硅沙或鐵沙， 一方面允許自原料散發(fā)的氣體逸出 并被熱氣流帶走， 一方面可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通和生成氣體可外 排的環(huán)境。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大于75% 。
本發(fā)明的第二種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-II,在利用太陽能的缺氧熱化學條件下生成.其制備過程包括在配 備了氣流系統(tǒng)的設備或生產(chǎn)傳動裝置中，以凹鏡或凹鏡組聚集的太陽能加熱被硅沙或鐵沙所掩蓋的植物 性有機物質(zhì)，時間2分鐘至5小時，原料中含有0 - 95%體積的穩(wěn)定促進劑，受熱空氣在硅沙或鐵沙的頂部 流動，帶走加熱過程中產(chǎn)生的濕氣和揮發(fā)性物質(zhì)。穩(wěn)定促進劑選自植物果實、石油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油脂、 膠、表面活性劑、無機鹽中的一種或多種，在缺氧熱化學條件下可于原料的表面形成功能保護層，促進 SFC-II的長期穩(wěn)定。掩蓋原料的硅沙或鐵沙， 一方面允許自原料散發(fā)的氣體逸出并被熱氣流帶走， 一方面 可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通和生成氣體可外排的環(huán)境。從原料到產(chǎn) 品的碳保留率為85-95 % ，非碳元素保留率大于75% 。該制備方法充分利用太陽能的熱量，清潔生產(chǎn) 節(jié)能，又降低了制備成本，不足之處是十分依賴于太陽光強度，受地域、時段、季節(jié)、氣候等影響大。
本發(fā)明的第三種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-III,在缺氧微波熱化學條件下生成。其制備過程包括在配備了氣流 系統(tǒng)的設備或生產(chǎn)傳動裝置中，微波加熱被硅沙所掩蓋的植物性有機物質(zhì)，原料中含有0-95％體積的穩(wěn) 定促進劑及0 - 0. 5M的微波吸收介質(zhì)，加熱5分鐘-5小時，優(yōu)選10分鐘-2小時，受熱空氣在硅沙的頂 部流動，帶走加熱過程中產(chǎn)生的濕氣和揮發(fā)性物質(zhì)。穩(wěn)定促進劑選自植物果實、石油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油 脂、膠、表面活性劑、螯合劑、糖、無機鹽、酸中的一種或多種，在缺氧微波熱化學條件下可于原料的表 面形成功能保護層，促進SFC-III的長期穩(wěn)定。微波吸收介質(zhì)選自介電常數(shù)較大的物質(zhì)，如乙醇、酸、堿、 鹽類和海水等，可把微波能轉(zhuǎn)化為熱能，幫助共存的原料加速受熱。掩蓋原料的;圭沙， 一方面允許自原料 散發(fā)的氣體逸出并被熱氣流帶走， 一方面可避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，為原料造成缺氧但熱流通 和生成氣體可外排的環(huán)境。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 ％，非碳元素保留率大于75% 。
SFC-I、 SFC-II或SFC-III在加入0-95％體積的穩(wěn)定促進劑如植物果實、石油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油脂 的制備過程中，由于缺氧熱化學或缺氧微波熱化學的處理，使生物碳源材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生部分化學鍵斷裂， 水分和大部分揮發(fā)性氣體釋放，導致材料表面和內(nèi)部基團的疏水親油性增強，化學結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，也導致 材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為疏水親油型的弱極性碳減排載體。
SFC-I、 SFC-II或SFC-III在加入0. 1 - l0％體積的穩(wěn)定促進劑如親水性的有機碳化合物羧甲基纖維素 鈉、表面活性劑、螯合劑、無機鹽、酸的制備過程中，由于缺氧熱化學處理或缺氧微波熱化學處理，使生 物碳源材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生部分化學鍵斷裂，水分和大部分揮發(fā)性氣體釋放，導致材料表面的親水性增強，化 學結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，也導致材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為親水型的強極性碳減排載體。
本發(fā)明的第四種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-IV,其制備改良于本發(fā)明的發(fā)明者在中國專利(ZL01823477. 1)、英
國專利(GB1409130 )、法國專利(FR1409130 )、德國專利(GE1409130 )、澳大利亞專利(AU2001275621 ) 和俄羅斯專利(RU2277967 )中，所描述的一種改變天然材料的疏水/親水特性的氧化熱化學過程。該已知 發(fā)明，提供一種油類和碳氫化合物類吸附劑的制備及產(chǎn)品應用，該已知發(fā)明無碳減排的意圖，以制備和應 用 一次性使用的疏水/親水吸附劑為目標，對使用后的吸附劑采用焚燒和生物降解等方法進行破壞性降解，
經(jīng)過較長期的應用實踐，本發(fā)明的發(fā)明者意外地發(fā)現(xiàn)原本不穩(wěn)定、易被生物氧化分解的生物材料經(jīng)該 氧化熱化學過程處理后，如加以保護性的儲存或保護性的功能使用，則具有難以被生物氣化分解、在自然 條件下穩(wěn)定載碳的特殊性質(zhì)，有預料不到的技術效果。即在保護性的儲存或功能使用條件下，該碳栽體具 有中長期"破匯"功能，可起碳減排作用。本發(fā)明以保持碳栽體的長期穩(wěn)定性為目標，延長產(chǎn)品的使用 周期，對產(chǎn)品進行保護性的儲存或功能應用，避免使產(chǎn)品或應用后的產(chǎn)品受到破壞性降解。
本發(fā)明的第四種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-IV,在110°C至350°C氧化熱化學條件下生成。其制備過程包括在 配備了氣流系統(tǒng)的設備中或生產(chǎn)傳動裝置中，對植物性有機物質(zhì)在氧化介質(zhì)中經(jīng)過110°C至350°C，優(yōu)選 "0。C至260°C, 5分鐘至24小時，優(yōu)選10分鐘-2小時的氧化熱化學處理，加熱后的氧化介質(zhì)氣流在原料 周圍流動，為原料形成氧化環(huán)境，并帶走加熱過程中產(chǎn)生的濕氣和揮發(fā)性物質(zhì)。氧化介質(zhì)包括空氣、氧 氣、臭氧、過氧化氫中的一種或多種。
SFC-IV在制備過程中，由于氧化熱化學處理，使生物碳源材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生部分化學氧化及部分化學鍵 斷裂，水分和部分揮發(fā)性氣體的釋放，導致材料的表面和內(nèi)部含氧功能基團增加，導致材料的疏水親油性 增強，化學結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，也導致材料對生物氧化分解的阻抗性增強，成為疏水親油型的弱極性碳減排栽 體。SFC-IV從原料到產(chǎn)品的石友保留率為9 0-99 %，非碳元素保留率大于80 % 。
本發(fā)明的第五種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-V，由植物性有機物質(zhì)先經(jīng)SFC-IV的氧化熱化學過程，再經(jīng)SFC-I的 缺氧熱化學過程而得。從原料到產(chǎn)品的破保留率為75-90 % ，非多友無素保留率大于50% 。
本發(fā)明的第六種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-VI，由植物性有機物質(zhì)先經(jīng)SFC-IV的氧化熱化學過程，再經(jīng)SFC-II 的缺氧熱化學過程而得。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大于50% 。
本發(fā)明的第七種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-VII，由植物性有機物質(zhì)先經(jīng)SFC-IV的氧化熱化學過程,再經(jīng)SFC-in 的缺氧微波熱化學過程而得。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為7 5-9 0 % ，非碳元素保留率大于50% 。
SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII在制備過程中，先后經(jīng)歷了富氧和缺氧兩種熱化學處理和效果疊加，使生 物碳源材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生部分化學氧化及更多部分的化學鍵斷裂，及水分和揮發(fā)性氣體的充分釋放，導致材 料的表面和內(nèi)部含氧功能基團增加，導致材料的微孔結(jié)構(gòu)增加，更導致SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII的化學 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和對生物氧化分解的阻抗性，比SFC-1、 SFC-II、 SFC-III和SFC-IV有明顯的增強，成為更穩(wěn) 定的碳減排栽體。產(chǎn)品的強極性或弱極性的性質(zhì)則取決于缺氧熱化學處理中所加入的穩(wěn)定促進劑的性質(zhì)，
本發(fā)明的第八種穩(wěn)態(tài)功能碳SFC-VIII，由動物性或植物性有機物質(zhì)經(jīng)兩步脫水處理后獲得并貯存于特 定條件，即動物性或植物性有機物質(zhì)經(jīng)預脫水，再被貯存在沙漠或金字塔倉庫中進一步脫水并保持脫水狀 態(tài)，形成具有不同脫水干化程度的穩(wěn)定碳結(jié)構(gòu)。脫水千化程度越高，則其碳結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越好.預脫水可 采用風干、曬干、烘干、鹽干、微波、烤干和凹鏡聚熱中的一種或多種，預脫水至含水率10-20%。經(jīng)預 脫水處理后的原料，放入干燥環(huán)境的金字塔倉庫中，或成為構(gòu)筑金字塔倉庫的建筑材料，或埋入炎熱干燥 的沙漠.金字塔倉庫中所匯集的宇宙波、環(huán)境電磁波、地磁場及萬有引力，構(gòu)成金字塔能，將有效地抑制 氧化，抑制微生物的繁殖和抑制微生物對碳材料的分解，并使碳材料進一步脫水至含水率8%以下及保持 脫水狀態(tài)，直至形成十分穩(wěn)定的木乃伊式碳結(jié)構(gòu)。金字塔倉庫體積越大，方位、地點.材料、外形和內(nèi)部 結(jié)構(gòu)設計越合理，則匯集的金字塔能越強大，脫水干化效果越佳。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為7 5-99% 。
本發(fā)明的植物源SFC-I、 SFC-II、 SFC-III、 SFC-IV、 SFC-V、 SFC-VI、 SFC-VII、 SFC-VIII和動物源 SFC-VIII，即SFCs,其制備原材料廣泛來源于陸地和海洋可再生型碳庫B的生物困(見圖1)。在碳庫B 中，農(nóng)作物秸稈廢棄資源和灌木園林廢棄資源為最具經(jīng)濟可行性的植物性原材料的來源。目前全球的農(nóng)作
物秸稈資源，除少部分用于飼料、肥料和生物質(zhì)能等開發(fā)利用外，很大一部分遺棄在農(nóng)田中，經(jīng)微生物分 解成為C02和CHa增加了溫室效應，另有一部分被焚燒產(chǎn)生煙霧、C02、 C0和N20等GHGs污染。在中國，農(nóng) 作物秸種年產(chǎn)量約7. 2億噸，林區(qū)廢枝年產(chǎn)量約10億噸，僅此區(qū)域性供應量就可滿足10億噸SFCs的原 料要求。動物性原材料，因常有較高的經(jīng)濟價值，在以碳減排為主要目的時，其來源受到一定的限制，可 利用已被化學污染而不宜再進入生物圈的原料，如含有嚴重污染重金屬或嚴重污染P0Ps的動物性原材料。
儲存SFCs可實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排。本發(fā)明的植物源SFCs,無需深埋，在易于實現(xiàn)并易于保持的儲 存或應用條件下，碳結(jié)構(gòu)保持相對的穩(wěn)定，起碳減排作用。動物源和植物源SFC-VIII則需儲存在沙漠中 或金字塔倉庫中起破減排作用。雖然，SFCs的穩(wěn)定時間越長將越有利于長久保持碳減排的作用，但從實用 出發(fā)，SFCs的長期穩(wěn)定固栽碳能力只需具有相當于活樹的能力，就可滿足-友減排的要求。以樹的平均存活 期40 - 50年作參考，本發(fā)明以SFCs的碳穩(wěn)定時間在40年以上為目標'SFCs的生態(tài)穩(wěn)定性和生物可氧化 降解性與SFCs儲存條件或應用條件密切相關，受到水分、濕度、溫度、含氧量、pH值和環(huán)境等因素的影 響。 一般來說，SFCs在較千燥封閉的環(huán)境中最穩(wěn)定，例如處于含水率5-20%中較穩(wěn)定，而長久處于潮濕、 營養(yǎng)充足等十分適宜微生物生長的環(huán)境，或強酸、強堿的環(huán)境，或強氧化光照的環(huán)境，或食草類動物消化 道的環(huán)境，或Agaricus類蘑菇培養(yǎng)基等環(huán)境條件下，則較不穩(wěn)定。公知的使用農(nóng)作物秸稈與黃土混 合而制成的土坯磚房，在使用和保養(yǎng)得當?shù)臈l件下，其使用壽命可達40 - 50年以上，就是易腐爛分解的 天然含碳植物原材料在適宜的保存和應用條件下可長期保持生態(tài)穩(wěn)定性和抗生物氧化降解性的一個參考。 其它參考有，用于建筑的杉木料(含水率12% )的使用壽命40年，木框料(含水率19% ) 75年，以廢舊 報紙纖維為主要成分的保溫材料超過50年，見Lippiatt, Building for Environmental and Economic Sustainability /Technical Manual and User Guide, 2007。有理由預期，當SFCs具明顯強于天然植物 原材料的抗生物氧化降解能力和疏水防潮能力時，SFCs的使用壽命超過40年。沙漠中和金字塔中古埃及 木乃伊歷經(jīng)幾千年保存至今，則證明保持脫水干化是使動物性蛋白質(zhì)和脂肪長期穩(wěn)定的決定性因素。
儲存SFCs也可實現(xiàn)初級生態(tài)型非碳元素減排。即在SFCs的碳結(jié)構(gòu)上還攜帶著來自植物性或動物性有 機物質(zhì)中的氮、疏、磷、砷、重金屬元素中的一種或多種，這些非碳元素在SFCs上處于結(jié)合并穩(wěn)定 的狀態(tài)，故可減少生物有機物質(zhì)中的非碳元素因自然生物降解而產(chǎn)生的GHGs污染和其它環(huán)境污染。
本發(fā)明的植物源SFCs,及動物源和植物源SFC - VIII,其生態(tài)穩(wěn)定性和生物可氧化降解性雖尚未經(jīng)長 達40年的穩(wěn)定性考驗， 一些事實初步證明SFCs具有一定的物理化學穩(wěn)定性和抗生物氧化降解性，包括例 2,例3,例4，例5,例8，例9,例14,例15,例16,例21,例22，例23和例42。
SFC-I、 SFC-II、 SFC-III和SFC-IV，經(jīng)缺氧熱化學過程，或缺氧^f^波熱化學過程，或氧化熱化學過 程的單獨處理，預期穩(wěn)定性達40年以上。而SFC-V、 SFC-VI和SFC-VII，既經(jīng)過氧化熱化學過程的處理， 又經(jīng)過缺氧熱化學過程或缺氧微波熱化學過程的處理，預期穩(wěn)定性達100年以上，例如，SFC-IV有輕微 的木焦香味并在水中溶出有色物質(zhì)，表明SFC-IV中尚含有少量不穩(wěn)定的游離可溶可揮發(fā)物。對SFC-IV進 一步缺氧加溫處理后生成的SFC-V、SFC-VI和SFC-VII則無味且水溶液無色，表明SFC-V、SFC-VI和SFC-VII 中已基本除去不穩(wěn)定的游離可溶可揮發(fā)物，其化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和對生物氧化分解的阻抗性獲明顯增強.
SFCs的長期穩(wěn)定性可以通過將SFCs封存、填埋或融合在保護材料中而大幅度提高。通過封存或填埋 可在SFCs的外圍形成保護結(jié)構(gòu)，通過融合可使保護材料與SFCs形成均勻致密結(jié)構(gòu)，均可提供SFCs以更 加穩(wěn)定的微環(huán)境，可減少氧接觸，減少濕氣，減少光照和減少微生物分解。最普通又可大規(guī)j莫提供的保護 材料包括無機類材料和高分子有機類材料。無機類材料有親水性質(zhì)的粉煤灰、煤石f石、爐渣、黃土、巖棉、 玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石灰、石膏、硼酸等。高分子有機類材料有疏水性質(zhì)的塑料、橡膠、樹脂、 丙綸、石蠟、凡士林、瀝青等，有親水性質(zhì)的羧曱基纖維素鈉、殼聚糖和表面活性劑等.其中，具有不易 腐爛、不易老化、強疏水性質(zhì)的高分子有機類材料對于具疏水性質(zhì)的SFCs的保護優(yōu)于親水性質(zhì)的無機類 材料。另外，參見Lippiatt， 2007,用于建筑材料的PVC使用壽命為50年以上，石膏板75年，停車場鋪
筑幼青材料50年以上，纖維水泥瓦45年，PE木塑50年?？深A期以廢棄塑料為保護材料而封存融合的SFCs, 長期穩(wěn)定性50 - 100年；預期以瀝青為保護材料而封存融合的SFCs,長期穩(wěn)定性50 - 100年。
SFCs的長期穩(wěn)定性可以通過堿性纖維素化處理，或磷酸鉤/碳酸鉤化處理，或堿性硅化處理而提高。 即通過以上處理，在SFCs的外圍形成保護層，提供SFCs更加穩(wěn)定的環(huán)境，減少氧接觸和減少微生物分解， 且阻燃性能提高，提高儲存的安全性。預期該保護后的SFCs的穩(wěn)定性達100年。見例34 - 35。
SFCs的長期穩(wěn)定性還可以通過高壓壓縮后包裝儲存或高壓壓縮后真空包裝儲存而大幅提高。髙壓壓縮 后包裝儲存或高壓壓縮后真空包裝儲存，不僅可使SFCs所占空間減少，降低運輸成本和儲存成本，而且 可使SFCs中的多孔結(jié)構(gòu)孔隙率大大減少，減少氧接觸和減少微生物分解，提高阻燃和防水性能，另加上 包裝保護層的保護，提高SFCs儲存穩(wěn)定期限20%以上，預期該處理后的SFCs的穩(wěn)定性達100年以上。
動物源和植物源SFC-vin的長期穩(wěn)定性，與其脫水干化的程度和儲存條件相關。脫水干化程度越高， 則碳結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性越好。預期含水率5 %以下的動物源SFC - VIII的長期穩(wěn)定性達100年以上。
本發(fā)明所采用的SFCs,其生態(tài)安全性通過下列實驗可初步證明對人、生物無害，無生態(tài)安全隱患，見 例2,例6,例7,例8,例9,例10,例11，例21,例22，例27，例28，例29,例33和例42。散裝狀 態(tài)的植物源SFCs可燃，儲存或使用時需防火。
本發(fā)明的初級碳減排方法與公知的(U捕捉封存方法相比較，二者碳減排的生態(tài)機制不同，其過程、
成本、能耗、安全性、效率、效果和商業(yè)價值也不同。C02捕捉封存方法從火電廠等C02集中排放源利用物
理化學反應捕捉氣態(tài)C02，捕捉的C02經(jīng)液化或固化后輸送到地下或深海中封存。該法直接減排大氣碳庫和 GHGs庫，對溫室效應的影響直接而迅速，起零碳作用。每捕捉封存l噸COh可儲碳273kg。但(!02捕捉、
運輸和封存的花費巨大，耗費大量的化學捕捉劑和能源，且耗氧巨大可引起自然界氧的失衡，捕捉到的C02
或其無機鹽的使用價值小，封存的CO，又可能因泄漏和海洋酸化而面臨生態(tài)安全的巨大威脅，全程技術 條件要求高，不確定因素多。SFCs方法不直接處理不穩(wěn)定的氣態(tài)C02,而從自然界最豐富的植物或動 物碳資源收獲固態(tài)有機碳，對不穩(wěn)定的有沖/U友作穩(wěn)定化處理后實現(xiàn)碳減排。SFCs方法間接減排GHGs庫， 對溫室效應的影響需要數(shù)月甚至一、二年才能完全體現(xiàn)，起負碳作用。使用SFCs方法每制備l噸植物源 SFCs,儲碳500kg,即固定了 1. 83噸COa。 SFCs的制備成本和應用成本較低，穩(wěn)定的SFCs無安全之憂， 儲存十分簡單方便，耗氧少，全程技術條件要求低，無不確定因素。另外，SFCs具有很高的商業(yè)使用功能， 可以在實現(xiàn)SFCs使用功能的過程中大大降低碳減排的成本費用。因此，SFCs方法比C02捕捉封存方法有 生態(tài)、成本低、耗能耗氧低、效率高、方便安全、泄露少的優(yōu)勢，SFCs方法更適合于全球化的碳減排。
本發(fā)明的初級碳減排方法與植樹造林相比較，二者破減排的生態(tài)機制不同，其過程、成本、能耗、安 全性、效率、效果和商業(yè)使用價值也不同。植樹造林通過一類特定的植物活體，即多年生的活樹，把大氣 C02以有機碳的形式長期固定而實現(xiàn)碳減排。其碳減排作用與樹木存活部分的生長速度和存活期成正相關， 一旦樹木被欲伐死亡或遭火災即發(fā)生有機碳的降解而喪失碳減排功能。植樹造林依賴于大量土地資源的支 撐，且受到全球變暖增加森林病災和火災的威脅，難以應對超大規(guī)模碳減排的需求。另外，植樹造林每年 生產(chǎn)了大量落葉和殘枝，目前基本無利用，自然降解后釋出GHGs，成為GHGs排放源頭。SFCs方法則廣泛 利用了各種生物體，如當年生的農(nóng)作物、欲伐死亡后的樹木、植樹造林生產(chǎn)的落葉和殘枝、園林廢棄物、 動物尸體等，改造成為具有相當于樹木生命期儲碳能力和具有多種使用功能的穩(wěn)態(tài)功能碳而實a/友減排。 因此，SFCs方法所實現(xiàn)的碳減排，全面利用各種生物資源及其光合碳產(chǎn)物，補充了植樹造林的局限性，更 具規(guī)?？尚行?、經(jīng)濟可行性、資源可行性、生態(tài)可行性和技術可行性，同時節(jié)省大量土地，
本發(fā)明的SFCs與同是源于天然有機碳原料的生物炭和活性炭相比，在制備過程、穩(wěn)定性和生態(tài)環(huán)境 效益等方面各有特點。1) SFCs的含碳率約50%,生物炭70-80%,活性炭80-90%, SFCs的富碳程度低于生 物炭和活性炭。2) SFCs在缺氧或氧化條件下低溫(110-350°C)中短時間制備，生物炭在無氧條件下中溫 (350-600°C)發(fā)生焦化反應中長時間制備，活性炭在無氧條件下中高溫(600-1 Q00。C )發(fā)生炭化反應長時
間制備。SFCs的制備能耗和制備成本遠低于生物炭和活性炭。3)可采用同一原料制備，但從原料到產(chǎn)品 的制備過程中，SFCs的碳保留率75-99 % ,生物炭約50y。，活性炭在25%以下。例如以1噸千重天然有機 碳材料(設含碳量500kg,含非碳量500kg)為原料，可制SFCs 750-990kg,平均含碳量約435kg,即固 定1595kgC02;可制生物炭約330kg,含碳量250kg，即固定917kgC02;可制活性炭150kg以下，含碳量 125kg,即固定458kgC02。故SFCs的碳資源使用率和非碳資源使用率遠高于生物炭和活性炭。4 ) SFCs除 具顯著的碳減排優(yōu)勢外，也有顯著的非碳元素(如氮、硫、磷、重金屬)減排效應，而生物炭和活 性炭在制備中有大量的碳元素和非碳元素被氣化釋出污染環(huán)境。5 )生物炭和活性炭在制備過程中有大量 的碳元素和非碳元素損失，卻使生物炭和活性炭中殘留的碳元素更加穩(wěn)定，故SFCs中碳的長期穩(wěn)定性可 能不如生物炭和活性炭。6) SFCs的疏水親油強度明顯大于生物炭和活性炭。7) SFCs的吸附容量明顯大 于生物炭和活性炭，SFCs在環(huán)保領域的應用更廣泛，因此，雖然SFCs的長期穩(wěn)定性可能不如生物炭和活 性炭，但綜合優(yōu)勢使SFCs比生物炭和活性炭更適合于全球化、商業(yè)化的碳減排及生態(tài)功能性使用。
功能化使用SFCs，可實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排。本發(fā)明的植物源SFCs，在保持穩(wěn)定安 全的碳結(jié)構(gòu)實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排的基礎上，還具有多種功能化使用功能。對植物源SFCs 加以儲存式功能化使用，可從多種碳排放源頭控制和減少碳排放，從而實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排和非碳元素 減排。在功能化使用過程中，SFCs保持其穩(wěn)定安全的碳結(jié)構(gòu)，同時又控制和減少其它來源的碳排放。在功 能化使用后，如將SFCs加工成為生物燃料，可起零碳作用；如儲存或埋藏SFCs，則仍起負碳作用。本發(fā) 明的動物源SFC,除了具有穩(wěn)定安全的碳結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排外，使用其具有的栽體功能和吸收 功能，也可參與節(jié)能減排和控制污染物的排放而實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排。
SFCs的功能化使用之一，作為C(h、 CO、 CH,、 N力、S02、甲醛、氨水等氣體的捕捉材料及儲存載體， 或捕捉材料及生物代謝栽體，直接控制大氣GHGs的排放。見例12-13，例21，例27，例39。
SFCs栽體，可基于物理吸附和化學吸附的原理,應用在GHGs捕捉和儲存領域。使用前和使用中的SFCs, 雖可能處于堿性或酸性及化學處理的條件下，但時間有限，對其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性僅有一定的影響。使用后的 SFCs, pH降至中性范圍，且被所吸附的無機鹽包圍，較為穩(wěn)定?？商盥?，可用于建筑材料和肥料、可 用于鹽堿地改造。預計SFCs的壽命為40 - 50年。
SFCs應用在GHGs捕捉和儲存領域，固定C02的效能計算如下設每噸SFCs可飽和捕捉和儲存1噸CO:, 則每儲存并應用100噸SFCs,初級碳減排固定183噸002,另捕捉和儲存100噸CO2，共固定283噸COu
SFCs載體，也可基于物理吸附、化學吸附和生物代謝的原理，應用在GHGs捕捉和代謝領域。即通過 在SFCs中生活的好氣生物群體將SFCs所捕捉的GHGs進一步合成為有機碳或代謝為有較弱溫室效應的氣 體。如在煤礦、牛舍、垃圾填埋場等釋;J文C仏氣體的場所，利用疏水型的SFCs捕捉疏水性的CH4，并利用 SFCs中生活的可分解甲烷的微生物將其氧化代謝為C02和水。
以高密度原料如松針制備的SFCs,或經(jīng)高壓壓縮的SFCs，捕捉和儲存小分子化學物的能力可進一步 增強，故在GHGs捕捉和儲存領域更有應用前途，如利用在較低壓條件下的C02、天然氣或氫氣儲存系統(tǒng)中。
SFCs栽體，也可基于物理吸附、化學吸附和生物酶催化的原理，應用在GHGs捕捉領域。即通過在SFCs 中保持良好催化活性的生物酶將SFCs捕捉的GHGs催化轉(zhuǎn)變?yōu)闊o溫室效應的物質(zhì)。如碳酸酐酶，具有將氣 相的COz催化轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟奶妓釟涓拇呋δ?。可利用植物葉中或藻類中豐富的碳酸酐酶，將植物葉或 藻類制成細胞裂解液作為可大量提供又經(jīng)濟生態(tài)的碳酸酐酶供體，與SFCs栽體在一起構(gòu)成生物酶法減排 (U路線。該路線在SFCs載體和碳酸酐酶中將氣相的C02轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟奶妓釟涓?，再將液相的碳酸氬根轉(zhuǎn) 變?yōu)楣滔嗟奶妓徕}或碳酸鎂，從而減排C02。預計SFCs壽命為5-20年。
SFCs的功能化使用之二，形成復合材料，作為生態(tài)型建筑保溫隔熱吸音材料和墻體材料，及替代塑料、 木材、鋼材，水泥、瀝青、合成纖維的新材料，應用在生態(tài)建筑節(jié)能領域。在生態(tài)建筑建設時可節(jié)約材料 資源、節(jié)能降耗和儲》友，在生態(tài)建筑使用時可進一步節(jié)能降耗。見例14-16。
該應用相當于把碳儲存庫設立在建筑中并使用。SFCs與天然含破有機物在建筑應用中最大的區(qū)別，是 SFCs具有疏水又防腐的特殊功能。作為保溫隔熱吸音材料和墻體材料的SFCs復合物，既利用了天然含碳 有機物原料的多孔疏松輕質(zhì)功能及保溫隔熱吸音功能，又克服了天然含多友有;f幾物在建筑應用中的易燃性和 由于高度親水性而導致的易受潮性及易腐性。SFCs的復合材料以廢物資源化和大量利用廢棄物為特征，既 可替代不可再生的傳統(tǒng)材料，又有滿意的綜合性能和性價比。復合材料中可大量利用無機組分如粉煤灰作 為SFCs復合物中的有效組分和填充物，連接有機物多孔結(jié)構(gòu)和無機礦物質(zhì)，形成網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)，并起阻 燃作用。復合材料中可大量使用廢棄的疏水性有機材料如塑料，橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、 焦油，利用疏水性有機材料與SFCs的高度相容性，連接SFCs、有機物和無機礦物質(zhì)，形成網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)，
經(jīng)常規(guī)植物纖維膨化技術的再處理后，SFCs的多孔結(jié)構(gòu)中的孔隙率得到提高，其多孔疏松輕質(zhì)功能及 保溫隔熱吸音功能進一步增強，故在生態(tài)型建筑的應用更有前途。
根椐民間使用農(nóng)作物秸稈與黃土混合制成的土坯磚蓋房子的經(jīng)驗，有理由相信SFCs在水泥或膠水為 粘接劑的復合材料中壽命為40年以上，在塑料或橡膠等疏水性有機材料的復合材料中壽命為50 - 100年。
SFCs應用在生態(tài)建筑節(jié)能領域，其固定C02和節(jié)能的效率計算如下設每IOOO平方米建筑面積需要 厚度為12厘米的3000平方米的保溫隔熱吸音材料和墻體材料，每立方米材料中平均含250公斤SFCs,則 每IOOO平方米建筑面積需90噸SFCs，含碳量45噸，可固定165噸CO,。以中國為例，按目前400億平方 米建筑總量的能耗占中國總能耗的27. 5%計算，假設在中國建設130億平方米的節(jié)能建筑或節(jié)能改造可節(jié) 能50%,則該節(jié)能建設需11. 7億噸SFCs,含碳量5. 85億噸，可固定21. 45億噸C02,另外該節(jié)能建筑可 降低中國總能耗的4. 5%。假設本SFCs技術在全球的生態(tài)建筑節(jié)能領域獲得實施，預期可儲存50-100億噸 C02,另外降低全球總能耗3 - 5 % 。
SFCs的功能化使用之三，利用SFCs與常用材料的相容性和功能性，生產(chǎn)替代塑料、紙漿、合成纖 維的軟性材料，或替代塑料、木材、鋼材、水泥的硬性材料，應用在生態(tài)材料領域。在生態(tài)材料制備時可 節(jié)約資源、節(jié)能、儲-暖和減少污染，在儲存式^^用時進一步節(jié)能和減少污染。見例15-16。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、聚合狀或膨化的SFCs,具有綠色環(huán)保安全性質(zhì)及疏松、保溫隔熱、減震、防 霧防潮等性質(zhì)，用于填充材料、包裝材料、家具材料、日用材料、尿布、 一次性餐具材料等軟性材料。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、聚合狀、壓縮或膨化的SFCs,經(jīng)添加粘合劑，制成各種復合顆粒、板材和塊 材，用于吸附材料、建筑材料、包裝材料、家具材料。
纖維狀、顆粒狀、粉狀、壓縮或膨化的疏7jc性SFCs,與有枳減材料如疏水性的塑料、橡膠、樹脂、丙 綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種加熱混合固化在一起，無需添加助劑，即可形成一大類具 有較高強度、硬度，韌度、可制成各種形狀和尺寸、加工性能好、不吸水、耐酸堿、抗腐蝕、抗紫外線、 抗蟲蛀、抗老化、防霉變、重量輕、不變形、不腐爛、不含甲醛、易回收、成本低、疏水性的有機聚合材 料。該有機聚合材料的性能，可以通過改變SFCs與有機碳材料的比例而靈活調(diào)節(jié)。該有機聚合材料可生 產(chǎn)替代塑料、木材、鋼材、水泥、訝青、合成纖維的很多制品，用于園林、建筑，圍欄樁柱、家裝、家具、 包裝等領域。該有機聚合材料有以下功能和資源優(yōu)勢l.該有機聚合材料中的SFCs，在有機碳材料的保護 下，其儲碳的穩(wěn)定性大大提高，有利于碳減排的長期性；2.該有機聚合材料中的有機碳材料，如塑料和橡 膠，可以大量利用廢棄塑料和橡膠資源，有利于解決"白色污染"和"黑色污染"；3.該有機聚合材料的 制備過程，由于疏水性SFCs與疏水性有機碳材料具有良好的相容性，因此無需添加助劑，即可形成均勻 分散、緊密結(jié)合的混合物，制備步驟簡化，制備成本降低，有利于其資源產(chǎn)業(yè)化利用。
SFCs應用在生態(tài)材料領域，在使用過程中以避免長期處于潮濕狀態(tài)為宜。有理由預計，SFCs在疏;f^ 類軟性材料中壽命為40 - 50年，SFCs在人造板材和塊材中壽命為50年以上，SFCs在含塑料或橡膠等疏 水性有機材料的復合材料中壽命為50 - 100年。
SFCs應用在生態(tài)材料領域，固定C02的效能計算如下l.作為軟性材料或復合板材而直接使用的SFCs,
每應用100噸SFCs相當于固定了 183噸C02; 2.作為與有*>友材料共聚的SFCs,設在共聚物中SFCs占50 %重量，則每生產(chǎn)IOO萬噸共聚物，利用廢棄植物、鋸末、秸稈等55萬噸，即固定了91萬噸C0z，以及 回收利用了 50萬噸廢舊塑料或橡膠等有機碳材料，可節(jié)省木材170萬立方米，或節(jié)省水泥、鋼材各400 萬噸，或節(jié)省塑料、鋁材各50萬噸。
SFCs的功能化使用之四，作為土壤的儲碳栽體、改良材料、凈化材料、抗病蟲害材料、栽體緩釋材料 和生態(tài)肥料載體等，應用在生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)草業(yè)。增加土壤穩(wěn)定性有積^友的含量、減少GHGs排放、應對 化學污染、保護生物多樣性和少施化肥農(nóng)藥。見例8,例17，例21,例22,例26和例27。
使用SFCs對化學污染物如農(nóng)藥、殺蟲劑、POPs、重金屬等的高效吸附能力，將SFCs均勻混入化學污 染或亞污染的農(nóng)田中，可4吏化學污染物被吸附固定在SFCs中，阻控化學污染物在土i泉-農(nóng)作物之間的傳遞， 達到農(nóng)田中的化學污染不被或少被農(nóng)作物吸收的目的。其中，具疏水親脂性質(zhì)的SFCs，對于土壤中難降解、 具很強疏水親脂性質(zhì)的POPs有較強的親和力和吸附力，故SFCs在減少POPs等高親脂有機污染物的危害 性方面可起特殊作用。用于土壤污染的生物修復后的被污染植物，則可生產(chǎn)SFCs而安全地儲存起來。
使用SFCs的疏松多孔和對微生物、生物的親和能力，將SFCs混入農(nóng)田或草原中，可改善土壤的儲碳、 通氣、儲水和儲肥狀態(tài)，為土壤有益微生物和有益生物提供生態(tài)生長的宿主環(huán)境，促進土壤有益微生物和 有益生物的發(fā)展，保護生物多樣性，有利于土壤自然生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的恢復和地力的恢復，可少施化 肥和少施農(nóng)藥，減少一氧化二氮等GHGs的排放。使用SFCs對化肥和農(nóng)藥的吸附能力和栽體能力，將SFCs 混入農(nóng)田中，可使所施化肥或農(nóng)藥被吸附固定在吸附材料中，起到緩釋的效果，可少施化肥和農(nóng)藥.
塑料地膜搭成金字塔型溫室棚，可減少病蟲害發(fā)生，少施化肥和少施農(nóng)藥。疏水性SFCs,可與農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)使用后的大量廢棄塑料地膜混合固化在一起，形成新型有機聚合材料，有利于克服農(nóng)業(yè)地膜污染。
SFCs應用在生態(tài)農(nóng)業(yè)領域，由于長期處于潮濕狀態(tài)并埋藏在土壤中，對其長期穩(wěn)定性可能有負面影響。 預計SFCs在土壤中壽命為20 - 50年。
SFCs應用在生態(tài)農(nóng)業(yè)領域，固定C02的效能計算如下設每公頃(15畝)耕地施用10-20噸SFCs,貝'J 每1000平方米耕地中施用1-2噸SFCs，含碳量為0.5-1噸，固定1. 83-3. 67噸(]02。以中國為例，假設在 中國18億畝耕地中的50%施用SFCs,則共需SFCs 6-12億。屯，含石友量為3-6億。屯，固定11-22億噸C02。 假設本SFCs技術在全球的生態(tài)農(nóng)業(yè)領域獲得實施，預期可儲存50-100億噸C02。
SFCs的功能化使用之五，作為飼料添加劑及動物體內(nèi)污染吸附材料，應用在生態(tài)養(yǎng)殖領域。通過SFCs 介導的生態(tài)排毒應對養(yǎng)殖污染，保障食品安全，排出的污染物變成CH4新能源和有機肥再用于生態(tài)農(nóng)業(yè)。 見例9-11。
利用SFCs具有的物理化學吸附、微生物載體、藥物栽體緩釋、不易被非食草類動物消化等性質(zhì)，將 SFCs與其它祠料一道混合銅喂非食草類的家畜家禽水產(chǎn)，SFCs在動物體內(nèi)可吸附很多毒素以及隨祠料和 飲水呼吸而攝入的很多化學污染物如油污、農(nóng)藥、有毒有機物、重金屬等，攜帶污染物的SFCs因不易被 消化吸收而最后被排出動物體外。其中，具有疏水親脂性質(zhì)的SFCs，對于在動物體內(nèi)易積累并具有很強疏 水親脂性質(zhì)的二惡英等POPs以及黃曲霉素等高毒性污染物有著較強的親和力和吸附力，故SFCs在減少 POPs、黃曲霉素等高親脂有機污染物的危害性方面可起特殊作用。此方法可以使隨飼料、水、呼吸進入動 物體內(nèi)的化學污染物不被或少被動物吸收，并且還能幫助動物把以前吸收積累的化學污染物排出，從而保 障食品安全，保障健康質(zhì)量，生產(chǎn)出較少污染的高質(zhì)高產(chǎn)低成本的肉、乳、蛋產(chǎn)品。
SFCs應用在生態(tài)養(yǎng)殖領域，雖處于動物消化道的酸性和酶的環(huán)境中，但作用時間短暫，對其結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定性僅有輕微的影響.使用后的SFCs,隨糞便排出體內(nèi)。SFCs與糞便的混合物，可集中進行厭氧發(fā)酵生 產(chǎn)生態(tài)清潔能源CH"也可經(jīng)蚯蚓消化成為生物有機肥用于生態(tài)農(nóng)業(yè)。預計SFCs的壽命為5-20年。每應 用lOO叱SFCs可固定183-屯C02。
SFCs的功能化使用之六，使用其物理吸附、化學吸附和生物吸附的功能，作為污染物的吸栽材料和微
生物及其它生物的吸載材料，應用在生態(tài)環(huán)保和生態(tài)清潔能源生產(chǎn)領域。通過SFCs捕集污染物，凈化和 減少GHGs污染，又通過SFCs中的微生物及其它生物將捕集的污染物分解成新能源和有機肥用于生態(tài)循環(huán)。 見例17 — 27，例35，例38。
SFCs集物理吸附、化學吸附、多孔結(jié)構(gòu)、表面積、親和效應、過濾、分子篩、膜、栽體等多種物理功 能和化學功能，可替代&知的吸附材料活性炭，作為顆粒污染物和化學污染物的物理栽體和化學栽體。
其中，SFCs可與硼酸、還原糖混合制備復合物。借助于還原糖上的順式相鄰羥基與硼酸基的可逆鍵合， 硼酸與還原糖在SFCs的多孔表面上可形成分子篩層。該復合物集多種物理功能和化學功能，可用于化學 物質(zhì)的儲存和去除流體中的化學污染物及重金屬離子等.
SFCs的生態(tài)吸附有益^:生物和有益生物的功能，則十分有利于有益孩t生物和有益生物適應性和多樣性 的建立，可較好地克服公知的微生物無機載體或有機塑料栽體的缺點，提高載體對污染物的吸附能力和滯 留能力，也提高由SFCs介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度。SFCs生態(tài)吸附的特點是，僅需少 量能耗供氣，而無需使用大量能耗的曝氣系統(tǒng)，就可滿足栽體對有益微生物和有益生物的氧氣供 給能力、營養(yǎng)供給能力和親和宜居能力，為生物凈化法中的有益《效生物和有益生物提供生態(tài)環(huán)境的支撐。
SFCs微生物凈化器集物理法、化學法和生物學法的綜合效應，通過SFCs物理吸附和化學吸附流體中 的污染物，或使液相污染物被吸附并富集于SFCs中，或使氣相中的污染物轉(zhuǎn)移至液相被吸附并富集于SFCs 中，再通過SFCs中生態(tài)吸附的微生物的吸附分解代謝作用分解所富集的污染物，從而提高了凈化效率。
其中，SFCs微生物凈化器對具有嚴重影響氣候效應和健康環(huán)境問題的大氣懸浮顆粒型污染，如細 顆粒物氣溶膠，有較好的捕集和凈化的功效。因此，SFCs可降低氣溶膠污染及減少其對氣候變化的影響。
其中，釆用SFCs介導的二步凈化路線，可對污水和廢氣同時進行凈化治理，如對餐飲業(yè)產(chǎn)生的餐飲 污水和餐飲油煙廢氣進行一體化治理。第一步是使用SFCs介導的餐改污水對高溫的餐飲油煙廢氣進行降 溫和凈化，即將餐飲油煙廢氣中的氣相污染物轉(zhuǎn)變?yōu)椴惋嬑鬯械囊合辔廴疚?，得到二次污染的餐飲污水?凈化后的空氣排出。第二步是使用SFCs介導的油污過濾吸附和微生物分解，對所得二次污染的賓」改污水 凈化，凈化后的水排出或循環(huán)使用。油污過濾吸附過程中得到的SFCs油污復合物可用于制備生物柴油等。
在工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和生活污染的治理應用后，SFCs中吸附并儲存了大量污染物，使用厭氧微生物 對其進行后處理和使用，可生產(chǎn)以CH,為主要成分的沼氣。在垃圾填埋場中，因垃圾厭氧降解也產(chǎn)生以CH4 為主要成分的垃圾填埋氣。沼氣和垃圾填埋氣發(fā)電作為燃料應用的潛力巨大，但常含有較高濃度的氨氣和 硫化氫等有害氣體，限制了應用。使用SFCs化學吸附凈化器可對收集的沼氣和垃圾填埋氣進行凈化，除 去氨氣和硫化氫等有害氣體。因此，SFCs可在受控生產(chǎn)清潔能源C出的過程中發(fā)揮積極作用。
SFCs應用在生態(tài)環(huán)保和生態(tài)清潔能源生產(chǎn)領域，由于長期處于化學處理、」微生物分解、蚯蚓分解、生 物酶分解、潮濕、富氧或缺氧環(huán)境中，對其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有一定的影響。預計SFCs的壽命為5-20年。
SFCs應用在生態(tài)環(huán)保和生態(tài)清潔能源生產(chǎn)領域，固定減排0)2的效能計算如下設SFCs可循環(huán)使用， 每噸SFCs共可循環(huán)吸附100噸含碳污染物并由微生物分解為CH4,每噸含碳污染物生產(chǎn)0. 3噸CH"則每 應用100噸SFCs,可固定183。屯C02，另凈化治理10000 -屯含,友污染物，共可生產(chǎn)3000 -屯CH4的清潔能源。
SFCs的功能化使用之七，使用其物理吸附過濾和生物吸附的功能，參與凈化富營養(yǎng)化水體、固定大氣 C02和減少GHGs排放，及制備生態(tài)新能源新資源，見例21。
生活污水和工農(nóng)業(yè)污水進入自然，造成了富營養(yǎng)化水體。可使用局部循環(huán)開放水域或生物反應器中的 富營養(yǎng)化水體高密度地培養(yǎng)生長迅速的光合自養(yǎng)生物，如藻類，如水葫蘆，如光合細菌，由SFCs氣體-液體交換系統(tǒng)輸入空氣或含有C(h的工業(yè)廢氣，為水體和光合自養(yǎng)生物高效提供溶解氧和提供溶 解C(k光合自養(yǎng)生物將大量地吸取富營養(yǎng)化水體中的碳、磷、氮等元素，減少富營養(yǎng)化水體因自然分解 所釋放的GHGs,還大量地吸取大氣CO!或工業(yè)排放C02。在此過程中，既使富營養(yǎng)化水體得到凈化，又降 低了大氣C02濃度，減少GHGs排放，所收獲的產(chǎn)物即光合自養(yǎng)生物也是SFCs、生物燃料、銅料和有機肥的
原材料。所收獲的光合自養(yǎng)生物也可作為碳酸酐酶的供體，用于SFCs生物酶法降低大氣CO，濃度。經(jīng)光合 自養(yǎng)生物初步凈化后的水源，可通過SFCs微生物法再獲得深度凈化。
凈化水體的光合自養(yǎng)生物，如藻類，其培養(yǎng)要素有光照、溫度、營養(yǎng)、pH、氣體交換等。 其中，凈化水體的公知技術難題是為光合自養(yǎng)生物和微生物提供充足的溶解氧和溶解C02,并且及 時將發(fā)育成熟的光合自養(yǎng)生物體和種子與已凈化的水體高效分離，這樣既可提高光照效率，又避免新生 生物體或死亡生物體腐爛及釋出毒素再次污染水體。SFCs在該碳減排系統(tǒng)中，可通過1) SFCs氣體-液體 交換系統(tǒng)(見圖4的水凈化部)，為水體和光合自養(yǎng)生物高效提供溶解氧和提供溶解CO!; 2 )上行式 SFCs過濾系統(tǒng)(見圖9)，迅速分離光合自養(yǎng)生物體和初步凈化后的水體；3)SFCs微生物系統(tǒng)，深 度凈化經(jīng)光合自養(yǎng)生物初步凈化后的水體。
SFCs的功能化使用之八，作為解毒藥品、藥物緩釋劑、保健食品、室內(nèi)外空氣凈化、電磁場防護等， 應用在醫(yī)學保健公共安全領域。見例27 - 30,例32 - 33。
利用SFCs具有的安全惰性、物理化學吸附、藥物載體緩釋、不易被人體消化吸收等性質(zhì)，服用SFCs 可在人體內(nèi)吸附很多毒素以及隨食品、水和呼吸而攝入的很多化學污染物如油污、農(nóng)藥、有毒有機物、重 金屬等，攜帶污染物的SFCs最后因不易被消化吸收而被排出體外?？稍谌梭w內(nèi)吸附并排出脂肪，幫助減 肥。其中，具有疏水親脂性質(zhì)的SFCs,對于在人體內(nèi)易積累并具有很強疏水親脂性質(zhì)的高毒性污染物有著 較強的親和力和吸附力，解毒效果好。而在醉酒后服用SFCs,可有效減少血液循環(huán)所吸收的酒精量。
使用SFCs具有的物理化學吸附和適于植物、微生物、真菌、原生動物、微型后生動物、蚯蚓生 長的疏松生物栽體等性質(zhì)，設計SFCs生態(tài)型凈化器(圖6 ),構(gòu)成立體生態(tài)系統(tǒng)，用于空氣凈化和 污水凈化。即將污染的水或空氣引入由SFCs復合基質(zhì)、植物根系、微生物、組刺l、真菌、原生動 物、微型后生動物、植物地上部等組成的立體生態(tài)凈化系統(tǒng)，通過SFCs的物理吸附和化學吸附，吸附 并富集污染物、水分和養(yǎng)分于SFCs中，在光照透氣好氧的條件下，進一步通過SFCs復合基質(zhì)中生長的植 物根系、微生物、板到、真菌、原生動物、微型后生動物、植物地上部的聯(lián)合吸收分解代謝作用分 解所富集的污染物，實現(xiàn)物理、化學和生物修復，產(chǎn)生凈化空氣和凈化水。本發(fā)明創(chuàng)造了十分透氣好氧濕 潤的生態(tài)環(huán)境，利于植物、微生物、真菌、原生動物、微型后生動物和蚯蚓的生長，利于植物根系 的發(fā)育，并大大提高了使氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)污染物的效率，利于植物根系對氣態(tài)污染物的吸收利用， 更充分利用了SFCs、植物根系、根系活性分泌物、根系微生物、SFCs微生物、真菌、原生動物、微型 后生動物和蟲丘刺l等生物活性物質(zhì)對氣、液、固態(tài)各種污染物的立體凈化功能，以及植物上部如葉子對氣 態(tài)污染物的凈化功能。其凈化能力與SFCs、植物種類、根系、根系密度、光照、時間、pH及污染物種類 濃度等有關。其中，以具有耐受污染和分解污染物特點，且根系發(fā)達的直根系和須根系植物混合種養(yǎng)為較 好的選擇。眾多綠色植物如蘆薈、常青藤、龍舌蘭、吊蘭、菊花、仙人掌、文竹等蔓類、蕨類、仙人球科 類觀賞植物皆可利用。SFCs復合基質(zhì)中，可包括起主要吸附功能的疏水親油型SFCs、起調(diào)節(jié)pH和儲水功 能的堿性親水型SFCs、沙、其它疏松介質(zhì)和少量營養(yǎng)土，按需要以一定比例配制。該SFCs生態(tài)型凈化器 用于室內(nèi)空氣凈化，可同時具有除VOCs、除C02、除CO、除香煙油煙味、除異味、除臭氧、除塵螨、除 花粉、除氣溶膠、除重金屬、除微生物、制氧、制負離子、節(jié)能降溫、保濕、綠化觀賞等多種健康節(jié)能 功效，減少病態(tài)建筑物綜合癥，減少空調(diào)耗能。特別地，由于大大降低了室內(nèi)C0:的濃度，可有效地抑制 常在高濃度COz繁殖的軍團菌，有利于控制高威脅性軍團菌的污染。該SFCs生態(tài)型凈化器用于城市大氣 凈化，則可同時具有除汽車尾氣、除V0Cs、除0)2、除C0、除塵、除霧霾，除氣溶膠、除重金屬、制氧、 制負離子、節(jié)能降溫、保濕、綠化觀賞等多種公共衛(wèi)生環(huán)境功效。在凈化器的進風處加設紫外燈等殺 菌設備可殺滅進風源的致病性微生物。該生態(tài)型凈化器還可同時用于空氣凈化和水凈化(圖7)， 即利用凈化器下端的SFCs、植物根系和微生物于厭氧或好氧條件下凈化污水，利用凈化器的中上 端的SFCs、植物根系、微生物、真菌、原生動物、微型后生動物和虹到于好氧條件下凈化空氣。
在該SFCs生態(tài)型凈化器的頂部招全字塔型溫室，則可顯著提高生物的活性和分解污染物的能力。
以SFCs為中介的厭氧/氧化水處理系統(tǒng)可高效地殺滅水源中的致病微生物，如細菌繁殖體、芽 孢、病毒、真菌等。該系統(tǒng)包括SFCs厭氧和SFCs氧化的前后兩個步驟。SFCs厭氧步驟可在缺氧環(huán) 境中吸附、過濾、抑制和殺滅水源中的好氧性致病微生物，如軍團菌。SFCs氧化步驟則可在含有臭氧 的強氧化環(huán)境中吸附、過濾、殺滅水源中的好氧性和厭氧性致病微生物，如沙門氏菌。
SFCs可與零價鐵粉混合制備復合物。該復合物具有靜電防護能力、電磁場屏蔽能力、放射性防護能力、 化學吸附能力和催化分解能力，室內(nèi)使用可防護電磁場危害、放射性危害和凈化氣態(tài)化學污染等，
SFCs可與殼聚糖混合制備復合物。殼聚糖是節(jié)肢動物和昆蟲等來源的曱殼素脫除乙酰基后的產(chǎn)物，由 于其分子結(jié)構(gòu)鏈上具有游離的氨基，成為帶正電荷的陽離子動物纖維素。來源于植物纖維素的SFCs與來 源于動物纖維素的殼聚糖，具有較好的物理相容性，且功能互補。初步實驗表明，SFCs與殼聚糖混合制備 的復合物，可有效去除流體中污染的微生物、膠體微粒、有機物及重金屬離子等；可能用于人體和動物體 的脂肪、脂溶性毒素和重金屬的排出；可能用于放射性防護。
其中，以SFC-V， VI和VII為栽體的醫(yī)用和健康功能最佳。SFC-V， VI和VII分別經(jīng)兩種熱化學過 程的先后處理，其長效疏水親油性、化學穩(wěn)定性、對生物氣化分解的阻抗性、安全性、異味除去率、口感 和吸附功能，皆比僅經(jīng)一種熱化學過程處理的SFC-I、 II、 III和IV有明顯增強。
SFCs的功能化使用之九，使用其物理吸附過濾和生物吸附栽體的功能，參與凈化固體垃圾，減少自然 厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生的C仏污染和臭氣污染，生產(chǎn)生態(tài)有機肥和提供生物蛋白質(zhì)。見例37 - 38。
使用1:在工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染和生活污染的治理應用后，SFCs中吸附并儲存了大量污染物?？梢?蚯衫l和真菌、原生動物、微型后生動物，對SFCs堆積物進行后處理和利用。SFCs既為生物體提供 了疏松透氣的生態(tài)環(huán)境，又為生物體提供了作為食源的大量污染物，是幫助蚯賴和真菌、原生動物、 微型后生動物將污染物轉(zhuǎn)化為生態(tài)有機肥的有力介質(zhì)。
使用2:將發(fā)酵后的生活垃圾或糞便或污水處理廠污泥或可生物降解型工業(yè)固體垃圾廢物，與SFCs混 合形成疏松體，放入SFCs生態(tài)型凈化器(圖6),引入ii封l、好氧微生物和植物。真菌、原生動物和 微型后生動物則可在此環(huán)境中自然生長。通過SFCs介導的疏松透氣富氧濕潤的條件，既為蚯衫l和 好氧微生物提供了適宜的生態(tài)環(huán)境，又提供了作為食源的大量污染物，從而使生活垃圾在組封l消化道內(nèi)各 種微生物和各種酶的協(xié)同作用下迅速降解轉(zhuǎn)化為生態(tài)有機肥，并生產(chǎn)蚯封l體作為醫(yī)藥原料或精詞料蛋白 質(zhì)。該SFCs介導過程為生活垃圾的生物降解提供了充足的氧氣和通透條件，可極大地減少垃圾因自然厭 氧發(fā)酵而產(chǎn)生的CtU虧染和臭氣污染，還可及時排出有機質(zhì)在降解過程中產(chǎn)生的C02、 CHo氨、硫化氫等 對蚯封l生存不利的少量有害氣體。
使用3:將發(fā)酵后的^^水化合物類廢棄物或生活垃圾，與SFCs和少量腐植土混合形成疏杠、體，放入 SFCs生態(tài)型凈化器(圖6)，引入酵母。其它好氧微生物、真菌、原生動物和微型后生動物則 在此環(huán)境中自然生長。通過SFCs介導的疏松透氣富氧濕潤的條件，既為酵母和其它生物提供了適宜 的好氧生態(tài)環(huán)境又提供了作為食源的大量污染物，從而使廢棄物在酵母和其它生物的協(xié)同作用下迅速降解 轉(zhuǎn)化為生態(tài)有機肥，并生產(chǎn)酵母蛋白質(zhì)。該SFCs介導過程為廢棄物的生物降解提供了充足的氧氣和通透 條件，可極大地減少廢棄物因自然厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生的CH"虧染和臭氣污染，還可及時排出有機質(zhì)在降解過 程中產(chǎn)生的C02、 OU氨、硫化氫等對酵母生存不利的少量有害氣體。
使用4:將粉碎后的生活垃圾，與SFCs和少量腐植土混合形成疏松體，放入SFCs生態(tài)型凈化器，引 入好氧微生物、酵母、水解酶、蚯封l、真菌、原生動物和微型后生動物，以該垃圾液的循環(huán)為 凈化器提供長期濕潤的條件?？裳杆俜纸獬鞘猩罾屠海p少CH"虧染和臭氣污染。
SFCs的功能化使用之十，在使用SFCs的物理吸附過濾和生物吸附載體的功能清除污染物的同時，使 用自然氣流動能替代電能驅(qū)動污染氣體通過SFCs，在減排的同時又實現(xiàn)節(jié)能，見例40。
即根據(jù)SFCs疏松透氣，氣體在SFCs中的通過無需強大動力驅(qū)動的特點，可利用有一定高度的煙自所 形成的溫差壓差的空氣對流來驅(qū)動污染的氣體通過由SFCs構(gòu)成的空氣或水凈化介質(zhì)，無需耗費電能，就 可使污染的氣體獲得凈化。在近地層，每上升l米，大氣壓便降低約10帕(Pa)。 50-500帕的動力已可滿 足一般SFCs凈化設施的通風要求。有一定高度的煙自可依勢建設在建筑物上或山體上，在煙自的底部引 入經(jīng)太陽能加熱后的污染氣體或引入與室外溫度有溫差的工業(yè)廢氣，煙自的底部和頂部形成了壓差和溫 差，共同驅(qū)動污染氣體在煙自中自下向上運動，最后通過安裝在煙囪頂部的SFCs凈化介質(zhì)的凈化后排出。
SFCs的功能化使用之十一，在實現(xiàn)對碳污染流體的碳減排的同時，實現(xiàn)高級生態(tài)型非碳元素威排，如 對氮污染流體的氮減排，并可同時治理污染空氣和污染水體，如清除富營養(yǎng)化生活污水中的氮，如清除垃 圾污水處理產(chǎn)生的氨氮氣體，如清除汽車尾氣中的氮氧化物，見例41。
SFCs介導的氮減排可采取生物脫氮的流程，包括兩步。第一步是生物硝化，即在堿性環(huán)境中及有氧 SFCs介導和硝化菌參與下，將污染空氣中和污染7)c體中的氨氮和氮氧化物，氧化為水溶性的亞硝酸鹽和硝 酸鹽，同時還發(fā)生有機碳源的有氧分解。第二步是生物反賄化，即在厭氧條件下利用SFCs上所附著的反 硝化菌將硝酸鹽還原為分子氮而逸出。生物反竭化時需要碳源的支持，可充分利用硝化后污水中的有扭》灰 提供碳源，如硝化后污水中碳源不足，則要外加碳源，或補充未經(jīng)生物硝化的污水。后置的反硝化出水可 回流到硝化池，當污水中碳源充足時，也可將反硝化前置，硝化后置，后置的硝化出水回流到反賄化池。
SFCs介導的氮減排還可采取生物脫氮配合化學脫氮流程，包括三步。第一步是生物灘化，即在堿性環(huán) 境中及有氧SFCs介導和硝化菌參與下，將污染空氣中和污染水體中的氨氮和氮氧化物，氧化為7jc溶性的 亞硝酸鹽和硝酸鹽，同時還發(fā)生有機碳源的有氧分解。第二步是生物反硝化，即在厭氧條件下利用SFCs 上所附著的反灘化菌將硝酸鹽還原為分子氮而逸出。生物反硝化時需要碳源的支持，應充分利用硝化后污 水中的有才X^友提供碳源，如硝化后污水中碳源嚴重不足，則要外加少量碳源，或補充少量未經(jīng)硝化的污水。 后置的生物反賄化出水可回流到前置的生物硝化池。第三步是化學催化反灘化，即在缺氧、缺多友源和酸性 條件下，利用SFCs和氧化還原催化劑零價鐵粉的混合物，將生物反硝化后出水中殘余的硝酸鹽還原為分 子氮和氨氮而逸出，逸出的氣體可回流到前置的生物硝化池再循環(huán)凈化。此途經(jīng)所增加的化學催化反竭化 步驟，提高了氮減排總效率，且無需破源支持，避免二次污染和降低處理費用，出7jc質(zhì)量好。
SFCs介導的氮減排還可采取另一種生物脫氮配合化學脫氮流程，包括三步。第一步是生物反賄化，即 在厭氧條件下利用SFCs上所附著的反硝化菌將引入的污水中的硝酸鹽還原為分子氮而逸出，同時使污水 中有機碳源凈化。第二步是化學催化反硝化，即在缺氧、缺碳源和酸性條件下，利用SFCs和零價鐵粉的 混合物，將生物反硝化后出水中殘余的硝酸鹽還原為分子氮和氨氮而逸出。第三步是化學催化硝化，即在 有氧和中性條件下，利用SFCs和氧化還原催化劑二氧化錳的混合物，將引入的污染空氣中的氨氮和氮氧 化物以及化學催化反硝化中逸出的氨氮，氧化為水溶性的亞賄酸鹽和賄酸鹽，出水回流到前置的生物反竭 化池。該催化過程中，不溶于水的二氧化錳還原為二價錳，二價錳再被氧氣氧化為二氧化錳。第三步也可 是生物硝化，即在堿性環(huán)境中及有氧SFCs介導和硝化菌參與下，將引入的污染空氣中的氨氮和氮氧化物 以及化學催化反灘化中逸出的氨氮，氧化為水溶性的亞硝酸鹽和硝酸鹽，出水回流到前置的生物反賄化池。
SFCs的功能化使用之十二，使用SFC-VIII的載體功能，在常溫和易實現(xiàn)的條件下用金字塔倉儲食品、 種子和受到污染的動物性原料，節(jié)能咸排，減少污染物的排放，減少電磁波污染，見例42。
動物或植物蛋白質(zhì)經(jīng)SFC-VIII的脫水干化過程，在常溫、低能耗的金字塔倉庫中可長期儲備?？勺?為食品和種子的戰(zhàn)略儲備庫和供給源，以應對食品短缺及災難性氣候變化事件。如用于大豆和花生的儲備。
受到污染并攜帶污染物的動植物原料，如被動污染、中毒死亡和用于環(huán)境污染治理后的動植物，含有 難以生物降解的有毒有機碳污染物如POPs、農(nóng)藥，或含有有毒無機污染物如重金屬，不能利用為食品飼 料，也不宜任其自然降解而釋放出污染物，則可制備成SFC - VIII長期儲存起來，從而減少污染物的排放。
儲備SFCs的金字塔，或植物源SFCs構(gòu)筑的金字塔，皆可吸收和凈化環(huán)境中的電磁波污染。


圖1.碳減排系統(tǒng)化方法原理圖。說明可引發(fā)溫室效應5的GHGs庫D主要來自于大氣碳庫A.碳庫A 經(jīng)過光合作用、溶解作用等固碳過程1生成陸地和海洋可再生型碳庫B，破庫B中的生物圖含大量碳資源。 碳庫B經(jīng)呼吸作用、燃燒作用及微生物分解等過程2復生成碳庫A，形成碳循環(huán)，發(fā)生零碳效應。碳庫B 經(jīng)十分緩慢的地質(zhì)過程10生成不可再生型地下碳庫C。碳庫C ;jA^類開采使用，可經(jīng)分解過程3而增添碳 庫A，以及經(jīng)分解過程4而增添碳庫B繼而增添碳庫A,導致增添GHGs庫D并增添溫室效應5,發(fā)生正碳 效應。碳庫B中部分不穩(wěn)定、易生物氧化分解的植物碳資源經(jīng)缺氧熱化學或缺氧微波熱化學或氧化熱化 學人造旁路6，以及部分不穩(wěn)定、易生物氧化分解的植物或動物碳資源經(jīng)脫水千化人造旁路6，生成相對 穩(wěn)定、不易被生物氧化分解的碳儲存庫E，以SFCs為代表，可減少碳循環(huán)中的總碳循環(huán)量及總碳循環(huán)速 度，導致減少GHGs庫D并減少溫室效應5，發(fā)生負碳效應，實現(xiàn)初級減減排和初級非碳元素減排。碳儲存 庫E經(jīng)功能化使用過程7成為碳功能化使用庫F。碳功能化使用庫F經(jīng)多途徑11作用于碳庫A和碳庫B， 可減少碳循環(huán)中的總碳循環(huán)量及總碳循環(huán)速度，導致減少GHGs庫D并減少溫室效應5,發(fā)生負碳效應，實 現(xiàn)高級碳減排或高級非碳元素減排。碳儲存庫E和使用后的碳功能化使用庫F可經(jīng)儲存過程9形成碳載體 儲存庫G，可長時期保持負碳效應，實現(xiàn)初級碳減排和初級非碳元素減排。相對穩(wěn)定的碳儲存庫E、碳功 能化使用庫F和碳栽體儲存庫G可經(jīng)緩慢分解過程8生成少量碳庫A和少量碳庫B。
圖2. SFC-1或SFC-III的制備設備簡圖。對流加熱設備2的加熱元件6(或微波發(fā)生元件6 )和風扇4。 加熱設備中配備敞開式樣品反應器14支承樣品8，樣品8的上方被硅沙或鐵沙12掩蓋。加熱設備有進氣 口 IO使空氣進入，排出氣體經(jīng)冷凝器18和空氣凈化器20從出氣口 22排出。
圖3.SFC-IV的制備設備簡圖。對流加熱滾筒2在中軸4支撐下轉(zhuǎn)動。滾筒的外下面和外側(cè)面配備加 熱元件6,對滾筒中放置的樣品8加熱。熱氧化介質(zhì)經(jīng)管道10輸入并散布在滾筒中與樣品8反應，加熱和 氧化樣品8產(chǎn)生的粉塵、濕氣和可揮發(fā)性物經(jīng)滾筒開口 12進入集風罩14,再經(jīng)除塵器16,冷凝器18和 空氣凈化器20從出氣口 22排出。
圖4. SFCs在好氧性水氣聯(lián)合凈化設備中的使用。水氣聯(lián)合凈化設備2由水凈化部1、空氣凈化部3及 風機8組成。水凈化部1的側(cè)隔板10、側(cè)隔板12和下隔板14,以及空氣凈化部3的側(cè)隔板16、側(cè)隔板 18和下隔板20，為帶孔隔板。下隔板14和下隔板20上分別裝填SFCs22，在SFCs22中培養(yǎng)好氧微生物 24，真菌、原生動物和微型后生動物則自然生長。污水32自水凈化部1的上部加入，流經(jīng)SFCs22 和好氧微生物24,凈化后的水經(jīng)下隔板14排出.風機8使外部新鮮空氣經(jīng)側(cè)隔板10進入水凈化部1的 SFCs22并為好氧微生物24提供氧氣，新鮮空氣和污水凈化發(fā)生的臭氣經(jīng)側(cè)隔板12,風機8和側(cè)隔板16 進入空氣凈化部3的SFCs22和好氧^t生物24,凈化后的空氣經(jīng)側(cè)隔板18排出J呆持空氣凈化部3中SFCs22 及好氧微生物24濕潤和營養(yǎng)的淋洗液33自空氣凈化部3上部加入，于下隔板20排出。
圖5. SFCs在厭氧性污水凈化設備中的使用。污水凈化設備2由數(shù)目不等，呈梯形下降的連續(xù)隔艙1、 3、 5、 7等組成。每一隔艙中設帶孔隔板14,支承SFCs22和厭氧微生物25。污水經(jīng)進水口 32加入，下行 至帶孔隔板14后上行進入隔艙1中的SFCs22和厭氧微生物25,被吸附和分解，然后水流依靠梯形壓差相 繼進入隔艙3、 5、 7，被繼續(xù)吸附和分解，最后自出水口 34排出。每一隔艙的儲氣空間40封閉，形成缺 氧環(huán)境，管道38將分解產(chǎn)物甲烷收集利用。
圖6. SFCs在生態(tài)型空氣或固體垃圾凈化設備中的使用。空氣或固體垃圾凈化設備2的帶孔隔板14上 裝填SFCs22 (或SFCs與固體垃圾的混合物22)。引入植物26、好氧微生物或酵母24、組蟲5| 28在SFCs22 中生長生活，真菌、原生動物和微型后生動物則自然生長，給予植物以光照42。污染空氣和氧氣 經(jīng)電驅(qū)動的風機8或風壓驅(qū)動的煙自8,及化學吸附粗濾網(wǎng)46從凈化設備下端3經(jīng)紫外燈44殺菌后，進 入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、好氧微生物或酵母24、蚯i引28、植物地上部26構(gòu)成的立 體空間，凈化后自凈化設備上端1向上排出。保持SFCs22濕潤和營養(yǎng)的淋洗液自凈化設備上部1向下洗
灌并于出水口 34排出。SFCs與固體垃圾的混合物22,則經(jīng)好氧微生物或酵母24、蚯衫| 28等生物的代謝 分解，生成生態(tài)有+幾肥，可定期更換，
圖7. SFCs在生態(tài)式空氣及水凈化設備中的使用?？諝饧八畠艋O備2中裝填SFCs22，進出氣口36 及38和進出水口 32及34分別有帶孔隔板10。引入植物26、好氧微生物24、厭氧微生物25、組 | 28在 SFCs22中生長生活，真菌、原生動物和微型后生動物則自然生長，給予植物以光照42,凈化設備 上部以透明材料封閉48。污氣和氧氣經(jīng)風機8從凈化設備一側(cè)上端36進入由SFCs22、植物根系和根系活 性分泌物27、好氧微生物24、蚯衫l 28構(gòu)成的立體空間，凈化后自凈化設備另 一側(cè)上端38排出，污水從 凈化設備一側(cè)下端32進入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、厭氧微生物25構(gòu)成的立體凈化空 間，凈化后自凈化設備另一側(cè)下端34排出 保持上端SFCs22濕潤和營養(yǎng)的淋洗液自凈化設備上部向下澆 灌并收集于側(cè)下端34。
圖8. SFCs在懸浮顆粒型污染空氣凈化設備中的使用?？諝鈨艋O備2的帶孔隔板14上裝填SFCs22。 引入好氧微生物24在SFCs22中生長生活，真菌、原生動物和微型后生動物則自然生長。含懸浮 顆粒污染空氣從進風口 36被吸入凈化設備下端，經(jīng)下層SFCs22粗過濾，再進入由SFCs22和好氧微生物 24構(gòu)成的立體凈化空間，凈化后自凈化設備上端的風機8排出。粗過濾吸附的固體污染物被活動清污刮 50定時清理。淋洗液33自凈化設備上端向下施放，提供SFCs22的濕潤降溫、好氧微生物24的營養(yǎng)并帶 走污染物，于出水口34收集和排出。
圖9. SFCs在上行式懸浮顆粒型污水過濾設備中的使用。污水過濾設備由呈梯形下降的連續(xù)隔搶1、 3組成 每一隔艙中設帶孔隔板14，支承SFCs22。污水經(jīng)進水口 32加入，下行至帶孔隔板14后上行，懸 浮顆粒被SFCs22阻擋過濾并積累在帶孔隔板14的下端，污水繼續(xù)上行進入隔艙l中的SFCs22，污水中的 土著微生物24被SFCs22留存并繁殖，真茵、原生動物和微型后生動物則自然生長，污水中的懸 浮顆粒和化學物質(zhì)被SFCs22、微生物24及水生植物26所吸附和分解，然后水流依靠梯形壓差進入隔艙3, 被繼續(xù)阻擋過濾、吸附和分解，最后自出水口 34排出。帶孔隔板14的下端設有活動清污刮50,可定期清 理積累在帶孔隔板14下端的懸浮顆粒，收集的懸浮顆粒經(jīng)活動閘門35定期取出。
圖10. SFCs在含油類碳氫化合物污水過濾凈化設備中的使用。含油類碳氬化合物污水過濾凈化設備 由過濾吸附部分1和吸附分解部分3組成。污水自進水口 32流入呈之字形下行的過濾吸附部分l，其斜槽 54中裝填SFCs22,防止SFCs22漂浮的壓板52,污水中的疏水性油污被疏水性SFCs22過濾并吸附。飽和 吸附后更換SFCs22。經(jīng)過濾吸附部分1處理后的污水自出水口 33流入吸附分解部分3。吸附分解部分3 的帶孔隔板IO、帶孔隔板12和帶孔隔板14內(nèi)裝填SFCs22,并培養(yǎng)好氧微生物24,真菌、原生動物和 微型后生動物則自然生長。污水流經(jīng)SFCs22和好氧微生物24，殘余污染物被吸附分解，凈化后的水 經(jīng)帶孔隔板14自出水口 34排出。外部新鮮空氣經(jīng)帶孔隔板10進入吸附分解部分3的SFCs22并為好氧微 生物24提供氧氣，經(jīng)帶孔隔板12和風機8排出。
圖11. SFCs在生物酶法減排二氧化碳設備中的使用?？諝鈨艋O備2的帶孔隔板14上裝填與含碳酸 5f酶的生物液30混合的SFCs22。含二氧化碳的空氣從進風口 36吸入，進入由SFCs22和含碳酸肝酶的生 物液30構(gòu)成的立體凈化空間，氣相的二氧化碳在碳酸肝酶的催化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟奶妓釟甯?，除去?相二氧化碳后的空氣經(jīng)凈化設備上端的風機8自出風口 38排出。含有碳酸酐酶的生物液30的淋洗液33, pH6-9，自凈化設備上端向下施放，補充SFCs22中的新鮮碳酸酐酶活性，并移去液相中的碳酸氫根產(chǎn)物。 液相中的碳酸氬根經(jīng)集水口 31流入液相產(chǎn)物收集池56，再經(jīng)管道33轉(zhuǎn)移到沉淀池58。沉淀池58中，碳 酸氫根與加入的Ca"或Mg"或Fe"或Mn"生成固體碳酸鹽沉淀，固體破酸鹽沉淀經(jīng)活動閘門35定期取出， 上清液于出水口 34排出或再利用為淋洗液。
具體實施例方式
例l. 熱化學條件下制備植物源SFCs和脫水干化條件下制備SFC-VIII,及植物源SFCs的高壓壓縮處理
制備的植物性有枳j物質(zhì)選自植物葉、桿、莖、殼、皮、才艮、花、種子、豆類、草、髄、木材、樹皮、 灌木、竹、甘蔗、甜高粱、甜菜、米、面粉、小麥、玉米、棵麥、大麥、燕麥、粟、麻、亞麻、苧麻、花 生、油棕櫚、煙葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、庭園廢棄物、蘑菇培養(yǎng)基、海草 類、海綿、藻類、真菌類、泥炭、被化學污染的以上物質(zhì)、發(fā)酵后的以上物質(zhì)中的一種或多種。
制備的動物性有^L物質(zhì)選自原生動物、腔腸動物、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、節(jié)肢動物、魚類、兩棲類、 爬行類、鳥類、哺乳類中的一種或多種，選自所述動物的完整個體、器官、組織、細胞中的一種或多種。
(1) SFC-1的制備a:取植物性有機物質(zhì)，如木屑、草、樹葉、布、紙、紙箱、發(fā)酵有機廢物、或切 碎秸稈等，與0-95%體積的穩(wěn)定促進劑混合，含水分40 - 60%,平鋪在烤盤中，覆以2 - 3cm厚的硅沙或 鐵沙，放入溫度180。C鼓風烤箱，沙溫到達180。C后繼續(xù)加熱24小時。停止加熱，降溫，分離硅沙或鐵沙， 得SFC-1。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處 理SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為8 5-9 5 % ,非碳元素保留率大于75% 。
(2) SFC-1的制備b:取植物性有機物質(zhì)，如麻，亞麻、苧麻、竹屑，切碎庭園廢棄物、蘑菇培養(yǎng)基、 泥炭、藻類等，與0-95%體積的穩(wěn)定促進劑混合，含水分5-10%,平鋪在烤盤中，覆以2-4cm厚的硅 沙或鐵沙，放入鼓風烤箱，逐漸升溫至350。C,繼續(xù)加熱30分鐘。停止加熱，降溫，分離硅沙或鐵沙，得 SFC-1。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處理 SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大于75% 。
(3) SFC-II的制備取植物性有機物質(zhì)，如煙葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、 庭園廢棄物、蘑菇培養(yǎng)基、海草類、海綿、藻類、真菌類、泥炭、木屑、竹屑、草、樹葉、竹葉、發(fā)酵有 機廢物、或切碎秸稈等，與0-95 /。體積的穩(wěn)定促進劑混合，含水分10-60%,平鋪在有碎網(wǎng)隔層的烤盤 上，覆以2-3cm厚的硅沙或鐵沙?？颈P上方接集氣罩，烤盤底部是凹鏡或凹鏡組的聚焦點.以直徑1.4米 的凹鏡或凹鏡組聚集太陽能對烤盤加熱，時間2分鐘至5小時。凹鏡或凹鏡組的的角度可隨時調(diào)整，使高 效接收太陽能?？颈P可水平往復移動,使烤盤底部受熱均勻。停止加熱，降溫，分離硅沙或鐵沙，得SFC-II。 處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)集氣罩接出的水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿 處理SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大于75% 。
(4) SFC-III的制備a:取植物性有機物質(zhì)，如新鮮的松枝、松針、草、樹葉、樹皮、植物須根、海 草、海藻、藍綠藻、海帶、香蕉皮、桃皮、蘋果核、南瓜切片、南瓜子殼、玉米葉、玉米芯切片、發(fā)酵面 團、酒釀、泡菜、發(fā)酵有機廢物等，含水分30- 60%,與0 - 95%體積的穩(wěn)定促進劑及Q - 0. 5M的微波吸收 介質(zhì)如海水混合，平鋪在微波烤盤中，覆以1 - 2cm厚的固體粒狀熱傳導介質(zhì)如硅沙，置于家用微波爐(2450 MHz,輸出功率650 W)中，微波斷續(xù)加熱，時間5min-5h。至無煙產(chǎn)生后停止加熱，降溫，分離硅沙，得 SFC-III。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處 理SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大于75% 。
(5) SFC-III的制備b:取植物性有機物質(zhì)，如豆粉、面粉、米粉、玉米粉、葵瓜子殼、甘蔗渣、豆 渣、廢報紙、真菌、泥炭、重金屬污染的植物等，含水分10 - 40%,與0 - 95%體積的穩(wěn)定促進劑及0 - 0. 5M 的微波吸收介質(zhì)如海水混合，平鋪在微波烤盤中，覆以l-2cra厚的固體粒狀熱傳導介質(zhì)如硅沙，置于家 用微波爐(2450細z，輸出功率650 W)中，微波加熱5tnin - lh。至無煙產(chǎn)生后停止加熱，降溫，分離硅沙， 得SFC-III。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處理SFCs 的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為85-95 % ,非碳元素保留率大于75% 。
其中，(1) - (5)的硅沙或鐵沙，其粒度、掩蓋厚度和密實度三個因素可靈活選擇，以其配合能形 成合適的阻力為原則。該合適的阻力，既可有效地避免含氧空氣進入所掩蓋的原料，又可允許原料所散發(fā)
的氣體迅速逸出硅沙或鐵沙并被熱氣流帶走，從而為原料造成缺氧但熱流通和氣體可外排的內(nèi)環(huán)境。 其中，(1) - (5)的穩(wěn)定促進劑，選自植物果實、石油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油脂、膠、表面活性劑、 螯合劑、糖、無機鹽、酸中的一種或多種，如玉米粉、糯米粉、黃豆粉、魔芋粉、石蠟、凡士林、瀝青、 塑料粉、雞蛋、牛奶、脂肪、菜油、明膠、羧曱基纖維素鈉、洗衣粉、葡萄糖、蔗糖、EDTA二鈉、硫酸銅、 三氯化鐵、硫酸亞鐵、碳酸鈣、硫酸鉤、磷酸鈣、磷酸等，在缺氧熱化學或缺氧微波熱化學條件下于原料 的表面形成功能保護層，促進SFC-1、 II和III的長期穩(wěn)定。加入穩(wěn)定促進劑的不同，可產(chǎn)生不同的弱極 性或強極性制備物。其中，以pH中性的植物果實、石油副產(chǎn)物，蛋白質(zhì)、油脂類為含碳穩(wěn)定促進劑，其 產(chǎn)物為疏水親油型的弱極性碳減排栽體；以pH堿性的羧曱基纖維素鈉、洗衣粉、碳酸鈣等為穩(wěn)定促進劑， 其產(chǎn)物為堿性親水型的強極性碳減排栽體；以pH酸性的EDTA二鈉、硫酸銅、硫酸亞鐵等為穩(wěn)定促進劑， 其產(chǎn)物為酸性親水型的強極性破減排栽體；以三氯化鐵為穩(wěn)定促進劑，其產(chǎn)物為帶正電荷的碳減排載體，
其中，(4) - (5)的微波吸收介質(zhì)是可以把微波轉(zhuǎn)化為熱能的物質(zhì)，其電導率和介電常數(shù)較大，如 乙醇、酸、堿、鹽類和海水等，吸收微波后，自身溫度升高，并使共存的其他物質(zhì)一起加速受熱。
(6) SFC-IV的制備取植物性有機物質(zhì)，如木屑、草、樹葉、甘蔗渣、高粱桿、花生殼、煙葉、茶葉、 棉花、切碎秸稈、發(fā)酵有機廢物或被化學污染的植物體等，加入l-20g/L檸檬酸液浸潤20分鐘，擠出溶 液，置于110。C- 350°C滾筒式熱處理爐中，優(yōu)選150。C- 260°C,通入含400 - 500mg/hr臭氧的空氣，加 熱至干燥并冒微煙，噴入1-20g/L檸檬酸液少許復至干燥冒4效煙，噴入少量水后再至干燥并呈微褐色后， 倒出熱處理爐，冷卻得SFC-IV。全熱處理過程約30-90分鐘。處理過程有少量粉塵和少量碳元素氣化放出， 粉塵收集后復為原料，氣化碳元素經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處理SFCs的 空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為9 0-99 %,非碳元素保留率大于80 % 。
(7) SFC-V的制備取植物性有機物質(zhì)，如木屑、草、樹葉、花生殼或切碎秸稈等，首先按(6)所述 的氧化熱化學過程處理得到SFC-IV，然后將SFC-IV按(1 ) - ( 2 )所述的缺氧熱化學過程繼續(xù)處理，得到 SFC-V。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿處理 SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大于50 % 。
(8) SFC-VI的制備取植物性有機物質(zhì)，如木屑、灌木渣、草、樹葉、或切碎秸稈等，首先按(6) 所述的氧化熱化學過程處理得到SFC-IV，然后將SFC-IV按(3)所述的太陽能缺氧熱化學過程繼續(xù)處理， 得到SFC-VI。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿 處理SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大于50% 。
(9 ) SFC-VII的制備取植物性有機物質(zhì)，如木屑、草、樹葉、或切碎秸稈等，首先按(6)所述的氧 化熱化學過程處理得到SFC-IV,然后將SFC-IV按(4) - (5)所迷的缺氧微波熱化學過程繼續(xù)處理，得 到SFC-VII。處理過程有少量碳元素氣化放出，經(jīng)水管冷凝收集后成為液體新能源新資源，其余氣體經(jīng)堿 處理SFCs的空氣凈化器凈化后排出。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為75-90 % ,非碳元素保留率大于50% 。
(10)疏水親油型植物源SFCs的基本特性比較
SFC-I，II和IIISFC-IVSFC-V，VI和VII
外觀顏色氣味黑炭，幾乎無味棕色,微焦香黑炭，無味
p且嚼口感無味，韌微香,軟韌無味，棉軟
水中可溶出物少，無色較多，帶色很少，無色
PH6. 5 - 7.26, 0-7. 06. 5 - 7
疏水親油性中強很強很強
化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強強很強
生物氧化阻抗性中強強很強
物理吸附能力強強很強
(11) 植物源SFCs的高壓壓縮取SFC-1, II， III, IV, V, VI或VII，以液壓打包機打包封存，液 壓壓強100-1500叱/m2，減少SFCs所占空間30-70%?？山档瓦\輸成本和儲存成本，提高SFCs的儲存穩(wěn)定 期限20。/。以上，提高阻燃和防水性能.液壓后，也可真空包裝封存，提高SFCs的儲存穩(wěn)定期限20%以上。
(12) SFC-VIII的制備a:取動物性有機物質(zhì)，如螞蟻、昆蟲、蚯 |、蛋、鳥、鼠、魚蝦、蛙、蝸牛 等，采用風干、曬干、烘干、微波、烤干或凹鏡聚熱預脫水，至含水率10-20%，放入干燥環(huán)境下的金字 塔倉庫中繼續(xù)脫水儲存，至含水率8V。以下。金字塔倉庫為正四角錐體，竹釘連接，無金屬構(gòu)件，底邊長 80cm,塔高54cm,每側(cè)傾斜51度。其上半部建材為木板或SFCs復合板，外表面漆成深色，下半部建材為 透明塑料膜，有溫室效應。置于樓頂，面向正南北東西方向。塔底與地面有1-2cm空隙，地面無水蓄積， 空隙有篩網(wǎng)遮，防昆蟲進入。塔頂有氣孔，氣孔上部有防雨遮，利于空氣交換流動。從原料到產(chǎn)品的碳保 留率因預脫水方式的不同而不同，風干、曬干和烘干為95-99 % ,凹鏡聚熱、微波和烤干為75%以上。
(13) SFC-VIII的制備b:取植物性有機物質(zhì)，如大豆、花生，在夏季采用風干、曬干、烘干、微波、 烤干和凹鏡聚熱的一種或多種進行預脫水，使含水率降至20%或以下，放入干燥環(huán)境下的金字塔倉庫中脫 水儲存。金字塔倉庫設計如(12 )。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為7 5-9 9 % ，非碳元素保留率大于75% 。
(14) SFC-VIII的制備c :取動物性有機物質(zhì)，如魚肉、豬肉，切成條狀或片狀，在夏季采用風干、 曬干、烘干、微波、烤干和凹鏡聚熱的一種或多種進行預脫水，使含水率至20%以下，埋入碳酸鈉粉或石 灰粉中(鹽千)2-15天繼續(xù)脫水干化，最后放入干燥環(huán)境下的金字塔倉庫中繼續(xù)脫水并儲存，含水率8 %以下。金字塔倉庫設計如(12)。從原料到產(chǎn)品的碳保留率為7 5-99 % ，非碳元素保留率大于"％ 。 例2. 植物源SFCs在室內(nèi)自然條件下存放
50噸木源SFCs、草源SFCs、樹葉源SFCs和秸稈源SFCs,在室內(nèi)無通風自然條件下裝袋堆放保存， 現(xiàn)已6年。無碎解或其它降解的跡象，無霉變、無生蟲跡象，無發(fā)酵發(fā)熱跡象，無有毒氣體或異味釋放， 部分近窗堆放、陽光可曬到的SFCs無異樣。在其環(huán)境長期工作的人員身體無任何不適。
植物源SFCs經(jīng)液壓塑膜打包封存，體積減少約50%，室內(nèi)避光保存l年，無任何異樣。
植物源SFCs經(jīng)液壓后，真空打包封存，體積減少約40%,室內(nèi)避光保存l年，無任何異樣。 例3.植物源SFCs在露天網(wǎng)袋無遮條件下存放
木源SFCs,放入網(wǎng)袋在無遮條件下露天存放，日曬雨淋，現(xiàn)已4年。網(wǎng)袋全部碎解，SFCs堆放體積 無收縮，保持原形，潮濕發(fā)霉有微臭味。對照組中未經(jīng)處理的天然木屑的堆放體積約有50 - 60%的收縮， 明顯腐爛變臭。
例4.植物源SFCs在露天污水池中存放
木源SFCs,在露天無流動的污水池中浸7j4存放，已2年。7jc體發(fā)黑發(fā)臭，SFCs保持原形，變黑變臭 但無明顯腐爛。同 一污水池中對照組未經(jīng)處理的天然木屑則明顯腐爛成為碎渣。 例5.植物源SFCs在陰暗潮濕土地下及在密封桶中存放
(1) 木源SFCs和秸稈源SFCs,在陰暗潮濕土地下15cm處埋藏，覆土15cm厚，18個月后挖出保持 原形。對照組未經(jīng)處理的秸稈明顯腐爛成為碎渣。
(2) 秸稈源SFCs 20L,拌入500ml酸牛奶及2L水，混合均勻，裝入密封桶，桶埋入稻草堆保溫。 二年后取出，SFCs仍保持潮濕，保持原形，無腐爛變質(zhì)發(fā)霉，無臭味。
例6. 植物源SFCs浸泡水養(yǎng)魚
取木源SFCs和秸稈源SFCs各500克，浸泡在20升水中，5天后取出SFCs。在所得的浸泡水中通入 空氣補氧，養(yǎng)魚一個月，魚的生長狀態(tài)良好，健康活潑。 例7.植物源SFCs 土上種植草、花、樹
在園林地上挖坑，填埋2Ocm厚SFCs,覆土 1 Ocm厚，種植草、花、樹等，各植物生長良好，似對照。 例8. 植物源SFC s應用在菜地
(1 )在普通土質(zhì)的菜地種綠葉蔬菜，在發(fā)芽、出苗、成長到收獲的全過程中，僅以秸種源SFCs浸泡 水澆灌。蔬菜生長全過程狀態(tài)良好，無病蟲害發(fā)生，鳥喜食，蔬菜口感好，
(2) 在普通土質(zhì)的菜地種綠葉蔬菜。以秸稈源SFCs浸泡水澆灌，以SFCs厭IU效生物處理污水所獲 有機肥上肥。蔬菜在發(fā)芽、出苗、成長到收荻的全過程中狀態(tài)良好，無病蟲害發(fā)生，鳥喜食，蔬菜口感好。
(3) 在以秸稈源SFCs為土壤添加劑的菜地種綠葉蔬菜。將一菜地分為6組，分別覆蓋20cm厚的按0, 2, 4, 8， 12， 50%體積比混合的SFCs及表層土，播種。4-8%組蔬菜的出芽率、生長狀態(tài)優(yōu)于其它組， 無病蟲害發(fā)生，鳥喜食，蔬菜口感好。2年后在土中仍見秸稈殘渣。
(4 )在以秸稈源SFCs為土壤添加劑的菜地種綠葉蔬菜，覆蓋金字塔型溫室。以秸稈源SFCs浸泡水澆 灌，以SFCs厭氧微生物處理污水所獲有機肥上肥。蔬菜生長狀態(tài)十分好，無病蟲害發(fā)生，蔬菜口感好。 例9. 植物源SFCs作為伺料添加劑喂雞
兩組一個月大的雞，每組三只，隔離飼養(yǎng)，飲用同一水源，對照組喂普通伺料，實驗組喂按1: 3體 積比混合的秸稈源SFCs和普通飼料。實驗組的存活率、食欲、生長速度、毛色亮度、健康活潑程度皆明 顯高于對照組。實驗組雞糞的顏色明顯深于對照組，實驗組雞糞散發(fā)的臭氣明顯弱于對照組，實驗組雞糞 中含明顯可見的SFCs殘渣。實驗組飲水量明顯低于對照組，節(jié)約用水。實驗組雞冠的紅潤度和長度明顯高 于對照組，三個月后，解剖雞，實驗組增重量明顯高于對照組，兩組雞的內(nèi)臟器官皆健康正常。實驗組雞 肉的口感和瘦肉率略優(yōu)于對照組。實驗組的雞糞經(jīng)厭氧微生物處理，變成CH,新能源和有機肥，有機月C^ 于菜地，生產(chǎn)有機菜。實驗組的雞糞也經(jīng)蚯叫消化處理，變成有機肥，有機肥施于菜地，生產(chǎn)有機菜。 例IO. 植物源SFCs作為飼料添加劑喂魚
兩組鯽魚，在受到輕微柴油污染的水池中隔離祠養(yǎng)，通入空氣補氧，對照組喂普通詞料，實驗組艱按 1: 3體積比混合的秸稈源SFCs和普通飼料。 一個月后，實驗組的存活率、生長速度、健康活潑度皆明顯 高于對照組。實驗組魚糞的顏色明顯深于對照組，實驗組魚糞中含明顯可見的SFCs殘渣。實驗組魚肉的 柴油味明顯低于對照組。實驗組的魚糞經(jīng)厭氧微生物處理，變成CH4新能源和有機肥。 例11. 植物源SFCs作為飼料添加劑喂豬
按l: 3體積比混合的秸稈源SFCs和普通伺料喂一個月大的豬，豬喜食，生長狀態(tài)良好. 例12. 植物源SFCs作為C02、 CO、 N!O、 S02、 H2S、 CH4、甲醛、氨水和二甲苯等的捕捉材料和抑殺菌材料 (1) 5L木源SFCs,與50g羧甲基纖維素鈉(CMC)液,5 %笨扎溴胺200ml, 100 - 200g硅酸鈉(Na2Si03) 或氬氧化鈉或氧化釣或氫氧化鉤或碳酸鈣或碳酸鈉或碳酸氫鈉液，混合均勻，裝入吸附式空氣凈化器。保 持吸附劑潮濕，對通入的C02、 C0> N20、 H2S和S02等酸性污染氣體凈化，氣體凈化能力可保持到pH下降 到中性為止?；瘜W反應后生成的碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、石危酸鹽或亞石克酸鹽等，儲存在SFCs的多孔 結(jié)構(gòu)中。使用后的SFCs, pH降至中酸性，可填埋，也可被用做本發(fā)明所述的建筑材料和肥料、土 壤改良劑等，或用于鹽堿地改造。
(2 ) 5L木源SFCs,與50g羧曱基纖維素鈉(CMC), 5 %笨扎淡胺200ml， 100-200g氨或有機胺類，混 合均勻，裝入吸附式空氣凈化器。保持吸附劑潮濕，可對通入的甲醛、氨水、二甲苯、C02、 C0、 N20、 H2S
和S02等污染氣體進行高效的凈化。
(3)5L木源SFCs,與250g EDTA-Na2, pH9-11溶液混合均勻，裝入吸附式空氣凈化器。保持吸附劑 潮濕，可對通入的甲醛、氨水、二曱苯、CO,、 C0、 N,O、 H,S和S02等污染氣體進行高效的凈化。
(4 ) 5L木源SFC - IV,裝入吸附式空氣凈化器，不斷以0. 1M氬氧化鈉淋洗?？蓪νㄈ氲腃O!、 C0、 N20、 H2S和S02等酸性污染氣體凈化，凈化能力可保持到氫氧化鈉淋洗液的pH下降到中性為止。
(5 ) 5L木源堿化纖維素化SFC - IV,裝入吸附式空氣凈化器。可對通入的曱醛、氨水、二甲苯、C02、 CO、 N20、 H2S和S02等污染氣體進行高效的凈化。
(6 ) 5L微孔致密型木源SFCs粉，與25Og EDTA-Na2， pH5及500g氧化鋅的溶液混合均勻，裝入吸附 式空氣凈化器，可凈化低濃度C出氣體。
(7)干燥或濕潤的植物源SFCs,在液壓壓強500 - 3000化/1112的作用下，產(chǎn)生40 - 80%的體積壓縮， 其多孔結(jié)構(gòu)中的微孔比例可得到很大的提高，獲得微孔致密型植物源SFCs。處理時的壓強越大，得到的微 孔比例越高。處理濕潤的SFCs所得到的微孔比例高于處理干燥的SFCs。以高密度原料如松針、表面有釉 質(zhì)保護層的植物葉等制備SFCs，也可獲得微孔致密型植物源SFCs。應用該微孔致密型植物源SFCs,可使 捕捉和儲存小分子化學物的能力進一步增強。具多孔輕質(zhì)、物理化學情性的^t孔致密型植物源SFCs,輔以 SFCs上特定的化學基團 文性或金屬吸栽改性，適宜作為小分子氣體如C02、天然氣或氬氣在較低壓力條件 下的捕捉劑和儲存栽體，儲存的C&氣體或氬氣較穩(wěn)定，需要時可釋放。經(jīng)(1)、 (3)、 (5)或(6)的化 學處理后，微孔致密型植物源SFCs,對污染氣體的凈化能力比未經(jīng)壓縮的植物源SFCs又有顯著的提高。
(8 ) 60L木源SFC - IV與0. 01 - 0. 2%高錳酸鉀，1 - 10g/L碳酸氫鈉溶液混合，裝入吸附式空氣凈化 器(圖8),用以上溶液階段淋洗，避光?？蓺⒕蛢艋瘯跞?、乙烯、V0Cs、 N20、 H2S和S02等污染氣體。
(9 ) 30L木源SFC - IV和30L秸稈源SFC - IV,加入自垃圾填埋場沼氣密集排放處采取的土著微生物 樣品(含甲烷分解菌)，混合裝入生態(tài)式空氣凈化設備器(圖6),并密集混合栽種根系發(fā)達的直根系和須 根系植物，長期在引入沼氣的條件下馴化。凈化曱烷的效率達20 - 40%。如果能引入高效曱烷分解菌菌種， 預期凈化甲烷的效率可大大提高。
(10) 60L木源SFC-IV與0.2-0.8mg/LCuCl2, 0.02 - 0.08mg/L AgCl2溶液混合均勻，裝入吸附式空 氣凈化器(圖8),用以上溶液循環(huán)淋洗，通入中央空調(diào)空氣?？筛咝缙渲械能妶F菌和一些致病^t生物。 例13. 植物源SFCs介導的生物酶法減排二氧化碳
利用在被子植物葉綠體和蕨類藻類中含有豐富的可溶性蛋白質(zhì)-碳酸酐酶同功酶(EC 4. 2. 1. 1)的特 點，特別是在菠菜葉、豌豆葉和藻類中含有高催化活性的碳酸酐酶同功酶，將植物葉或藻類制成細胞裂解 液，無需分離提純，即作為可大量提供又經(jīng)濟生態(tài)的破酸肝酶供體，與SFCs栽體混合。經(jīng)SFCs和碳酸酐 酶的物理吸附、化學吸附和生物酶催化，可將通入的氣相的C02催化轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟奶妓岱崭俎D(zhuǎn)變?yōu)楣?相的碳酸鹽沉淀，完成對C02的捕捉和儲存利用。
方法收獲在陽光充足和鋅元素充足的菜地上種植的菠菜，去根和莖，留葉。新鮮蔆菜葉經(jīng)凍融2-4 個循環(huán)破壞細胞壁，使碳酸酐酶釋放。破壁過程中加入碳酸酐酶的還原保護劑10 mM cysteine及10 mM磷 酸緩沖液(pH7. 5)。 60)tini尼龍篩網(wǎng)過濾，得到含穩(wěn)定碳酸酐酶活性的菠菜葉細胞裂解液。SFCs與菠菜葉 細胞裂解液混合后裝填入圖ll所示設備，使C0z氣體通過，用菠菜葉細胞裂解液與稀釋石灰水配成pH7-9
的淋洗液淋洗，用生石灰水或海水與淋洗下來的碳酸氫根離子生成固體碳酸鹽沉淀，清除C02的效果顯著。
在2. 25 m3的試驗艙中，充滿因生物燃料燃燒而釋放的高濃度C02,點燃的蠟燭也因無氧而熄滅，該設備在 10分鐘內(nèi)可使C02的濃度下降60%以上，在20分鐘內(nèi)可使CO!的濃度下降8 0%以上。
碳酸酐酶供體也可來自于藍綠藻、蕨類、豌豆葉、歐芽葉、四季豆葉、向日葵葉、萵苣葉、大麥葉等。
細胞裂解過程可選用超聲波振蕩法或加沙碾磨法。植物碳酸酐酶同功酶在氧化環(huán)境和某些陰離子如wor、
C廠、SO廣的環(huán)境下易失活，可在細胞裂解液中加入含SH基的還原保護劑如10 mM cysteine或100mM 2-mercaptoethanol或1 mM DTT,以及對0)2污染氣體進行堿性SFCs吸附的預處理除去氣體中的干擾陰 離子，以保持植物碳酸酐酶的活性。通過調(diào)節(jié)淋洗液中細胞裂解液的濃度也可隨時補充碳酸Sf酶活性。力口 入Ca"或Mg"或Fe"或Mn、皆可與碳酸氬根離子生成固體碳酸鹽沉淀。 例14. 水泥粘合的植物源SFCs復合物
纖維狀、顆粒狀、粉狀的SFCs可作為主要有機成分，與無機類填充物如粉煤灰、煤幵石、爐渣、石 粉、礦砂、巖棉、礦棉、玻璃棉、硅酸鹽等混合，經(jīng)粘接劑如硅酸鹽水泥或石膏復合擠壓固化成輕質(zhì)建材，
木源SFCs和秸稈源SFCs,混*煤灰，經(jīng)普通水泥、膨潤土或石膏粘合，機械攪拌、擠壓成型，固 化干燥，形成SFCs復合物。復合物的配方靈活，例如SFCs、水泥或石膏、粉煤灰的混合體積比為3: 3: 10。
向SFCs復合物的表面滴水，可見水滴聚成團，緩慢被吸收，而普通建材在同樣情況下被迅速浸潤。 將SFCs復合物置于水中浸泡數(shù)周，無散架現(xiàn)象，除尺寸有約iy。增大外，機械強度幾乎不變。SFCs復合物 中含有大量的多孔結(jié)構(gòu)并充滿空氣，這種緊密而錯綜復雜的疏水多孔結(jié)構(gòu)能有效地阻止空氣熱對流和控制 潮氣隨空氣流動進出建筑物，成為"會呼吸"的生態(tài)型空氣隔絕層。SFCs復合物具有良好的阻燃性能，在 高溫火焰下一小時不燃僅少量成灰，無有毒氣體產(chǎn)生，此安全特性優(yōu)于常規(guī)的有機合成類保溫隔熱吸音材 料。SFCs復合物具有良好的機械性能，可釘、可鋸、耐壓、耐拉、不易翹曲變形，不易裂紋裂縫。SFCs 復合物在使用和拆除過程中少產(chǎn)生粉塵和纖維，此安全特性優(yōu)于常規(guī)的無機類保溫隔熱吸音材料。SFCs復 合物輕，重量約是實心粘土磚的1/2_1/5。 SFCs復合物在長期潮濕狀態(tài)下易長霉，除盡量保持干燥狀態(tài) 外，可用硼砂、硼酸等防霉劑處理，可有效地防止霉菌在SFCs纖維中的生長。依據(jù)復合材料的配方及SFCs 所占比例的不同，SFCs復合物的R值范圍約為R-l. 5至R-2. 5每英寸。SFCs復合物含有大量多孔結(jié)構(gòu)， 而且開放和互相聯(lián)通的氣孔的比例比較大，故具有良好的吸聲功效，尤其表現(xiàn)在中高頻的吸聲功效。吸聲 功效比壓實棉花略差，比純有機保溫材料強。2年后擊碎該SFCs復合物可見SFCs保持原形和一定的強度。 例15. 膠水粘合的植物源SFCs復合物
SFCs中加入適量膠水，可壓制成各種復合板材和塊材。配方中可加入一定比例的有機碳材料如塑料、 橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種，或加入一定比例的無機類填充物如粉煤 灰、煤矸石、爐渣、巖棉、玻璃棉、石粉、礦砂中的一種或多種。R值范圍約為R-l. 8至R-3. 0每英寸。 吸聲功效比壓實棉花略差，比純有機保溫材料強。2年后擊碎復合板材可見SFCs保持原形和一定的強度。 例16. 有機疏水性碳材料粘合的植物源SFCs復合物
SFCs可作為主要成分，與疏水性質(zhì)的高分子有機類材料如塑料、橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、 瀝青、焦油及無機類填充物如粉煤灰、煤研石、爐渣、石粉、礦砂等工業(yè)固體廢棄物混合，制備輕質(zhì)建材。
(1) 熱融化后的熱塑性塑料如聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)與木源SFCs或秸稈源 SFCs按10: l至l: 5的體積比混合均勻，擠壓成型，冷卻后得到有機聚合材料。其中，可以橡膠粉或熱 固性塑料粉代替1-99%SFCs,或以無機類填充物如粉煤灰、煤幵石、爐渣、巖棉、玻璃棉、石粉、礦砂 中的一種或多種代替l - 50%SFCs。具較高強度、硬度和韌度。R值范圍約為R-2. 0至R-3. O每英寸。吸 聲功效比壓實棉花略差，比有機保溫材料強。將SFCs復合物置于水中浸泡數(shù)周，無散架，機械強度不變。
(2) 熱融化后的熱塑性疏水塑料、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油中的一種或多種與木源 SFCs或秸稈源SFCs按10: 1至1: 5的體積比混合均勻，擠壓成型，冷卻后得到有機聚合材料。其中，可 以橡膠粉或熱固性塑料粉代替l - 99%SFCs,或以無機類填充物如粉煤灰、煤拜石、爐渣、巖棉、玻璃棉、 石粉、礦砂中的一種或多種代替1-50%SFCs。具較高強度、硬度和韌度。R值范圍約為R-2. 0至R-3. 6 每英寸。吸聲功效似壓實棉花，比有機保溫材料強。SFCs復合物水中浸泡數(shù)周，無散架，機械強度不變。 例17. 植物源SFCs應用在農(nóng)業(yè)污染治理
(1) 取5Kg干燥菜園土，加入500ml 20Pg Pb27ml乙酸鉛溶液，混勻，均分為兩組。實驗組中混入 500g秸稈源SFCs,混勻。在兩組污染菜園土上種綠葉蔬菜'實驗_組出芽率、生長狀態(tài)優(yōu)于對照組。二個 月后，檢測土中可溶性鉛離子濃度，實驗組濃度為對照組的30%。
(2) 取5Kg干燥菜園土，加入500ml 20Hg Hg2+/ml硝酸汞溶液，混勻，均分為兩組。實驗組中混入 500g秸稈源SFCs,混勻'在兩組污染菜園土上種綠葉蔬菜。實驗組出芽率、生長狀態(tài)優(yōu)于對照組。二個 月后，檢測土中可溶性汞離子濃度，實驗組濃度為對照組的30%。
(3) 取5Kg干燥菜園土，加入500ml 0. 002%有機磷農(nóng)藥三唑褲(Triazophos ),混勻，均分為兩組。 實驗組中混入500g秸稈源SFCs,混勻。在兩組污染菜園土上種綠葉蔬菜。兩組蔬菜長勢相同。二個月后， 檢測土中可溶性Triazophos濃度，實驗組濃度為對照組的30 - 40%。
(4 )分別制取Triazophos 0. 002—0. 04%溶液,和有機磷農(nóng)藥乙酰甲胺磷(Acephate ) 0. 002-0. 04%
溶液，以疏水親油型木源SFCs進行1小時和20小時吸附凈化測試。結(jié)果是20小時吸附凈化效果高于1 小時，對Triazophos的吸附凈化效果明顯高于Ac印hate。 20°C水中，文獻Triazophos的溶解量為39mg/L， Acephate為790mg/L,即Triazophos的疏7Jc親油性高于Acephate。因此，疏水親油型SFCs對疏水親油程 度高的農(nóng)藥的吸附能力大于對疏水親油程度低的農(nóng)藥。
例18. 植物源SFCs在油水分離、水上溢油清除、實驗室污水清除中的吸附效應
(1) ^t含油污水處理當五十升高濃度^lt含油污水經(jīng)過含油污水過濾凈化設備(見圖10的過濾 吸附部分l)后，出水已見不到油花。
(2) 實驗室有機污水處理高濃度污水(含笨、二甲笨、硝基苯、乙酸乙酯、氯仿、乙醚、石油醚、 苯酚、苯胺、丙酮、松香水、油漆、汽油、煤油、廢機油的混和物，有強烈氣味)劇烈搖動成乳濁狀，經(jīng) 過含油污水過濾凈化設備(見圖10的過濾吸附部分l)后，出水僅聞到微味，出水清澈，見不到水不溶相。
(3) 經(jīng)常規(guī)的植物纖維膨化技術處理，可使SFCs的孔隙率大幅提高，吸附大分子有機物的能力進 一步增強。以膨化SFCs為吸附材料，重復(2)的實驗室有機污水處理，出水凈化率提高。
(4) 池塘水面溢油處理水面上傾倒2升廢機油，用SFCs裝填的圍油欄包圍，加入數(shù)個網(wǎng)裝SFCs 吸附袋鋪蓋，數(shù)分鐘后撈出吸附袋，水面上幾乎不見油跡。
(5) 油炸食品和油炒食品處理在盤底放SFCs裝填的吸油墊，倒入油炸食品或油炒食品，油炸食品 或油炒食品中的液態(tài)油于數(shù)分鐘后全部轉(zhuǎn)移至吸油墊。
(6 )在油污-SFCs復合物中加入微生物菌種，放入SFCs好氧微生物污水凈化器，維持水分和部 分養(yǎng)分補充， 一段時間后油污即得到消化分解。
(7 )收集的油污-SFCs復合物，可用于制備生物柴油。 例19. 植物源SFCs對餐飲油煙的物理吸附和化學吸附
在油煙凈化器的前端部分;j丈置濕潤的疏水親油型SFCs，在后端部分放置經(jīng)^^酸鈣和表面活性劑處理的 濕潤的親水親油型SFCs，構(gòu)成吸附式油煙凈化器。凈化器進風處放置高溫油鍋并加入辣椒和花椒等，產(chǎn)生 大量油煙和辛辣異。木。開啟凈化器，凈化器進口油煙濃度為42. 8mg/m'，出口油煙濃度為5. 3mg/m3,油煙 去除率87. 5 / ,并且對揮發(fā)性有機物V0Cs和異味有顯著去除。 例20. 植物源SFCs對數(shù)種污染氣體的物理吸附和化學吸附
在防毒面具中裝填堿化纖維素化木源SFC-V,保持吸附劑濕潤?？捎行н^濾燃煤產(chǎn)生的二氧化疏污染。在凈化器中放置20L木源SFC-IV和稻草源SFC-IV的1: 1體積混合物，保持吸附劑濕潤，構(gòu)成SFC 物理吸附凈化器.對lmg/r^濃度的曱醛氣體單循環(huán)凈化率為60%,對10mg/m'濃度的氨水氣體單循環(huán)凈化 率為80%,對腐臭氣體單循環(huán)凈化率為70%。但隨使用時間的延長，該凈化器的凈化能力很快下降，
在凈化器的前端部分放置IOL木源SFCs屑與20g羧曱基纖維素鈉(CMC)液，250g EDTA-Na2， pH10混 合的吸附劑，在后端部分放置10L木源SFCs屑與20gCMC液，250g EDTA, pH3混合的吸附劑，保持吸附劑 潮濕，構(gòu)成SFCs化學吸附凈化器。凈化能力保持久，
(1) 對典型單一成分污染氣體的凈化'實驗1: SFCs化學吸附凈化器對0. 8mg/m'濃度的甲眵氣體單 循環(huán)凈化(污染氣體進出凈化器的一次性凈化過程)后為0. 08mg/m3,對8. 7mg/^濃度的氨水氣體單循環(huán) 凈化后為0. lmg/m3。實驗2:在2. 25 r^的試驗艙中，SFCs化學吸附凈化器在5分鐘內(nèi)可使0. 98mg/m'濃度 的甲醛氣體下降至0. 26mg/m',使1. lmg/m3濃度的氨水氣體下降至0. 3mg/m'。
(2) 對典型復雜成分污染氣體的凈化。實驗l:在2.25i^的試驗艙中，同時放入曱醛、氨水、曱苯、 氯仿、苯甲酸、汽油、油漆、臭雞蛋、臭豆腐等數(shù)種異味源，使搶內(nèi)充滿由這些化學污染物組成的強烈異 味臭氣。開啟SFCs化學吸附凈化器，10分鐘后搶內(nèi)僅殘留十分輕微的異味。實驗2:在2. 25n^的試驗搶 中，同時燃燒二十支劣質(zhì)香煙，使艙內(nèi)充滿濃厚煙霧和喻人的煙味。開啟SFCs化學吸附凈化器，15分鐘 后煙霧完全消失，20分鐘后艙內(nèi)僅殘留輕微的煙味。實驗3:對汽車尾氣的凈化效果明顯。
在凈化器中放置20L堿化纖維素化木源SFC-IV，保持吸附劑濕潤，置于汽車尾氣濃度很高的隧 道口附近，凈化效果明顯，出氣中無嗆人氣味。 例21. 植物源SFCs凈化含可生物降解污染物的混合污水
針對含可生物降解污染物的各類工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水，可用SFCs好氧微生物凈化法治理。 在SFCs好氧微生物污水凈化器中(見圖4的水凈化部)，通過一種高效的富氧方式，大大提高 了由SFCs介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度，其氧氣濃度可數(shù)十倍于標準狀態(tài)(0. IMpa, 2 0°C)下清水中飽和溶解氧濃度，從而給予土著好氧微生物群落以充分的氧氣供應和很適宜的生 態(tài)生存環(huán)境，可提高好氣微生物對流經(jīng)SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、原生動物和微型 后生動物在該環(huán)境中自然生長，參與對污染物的分解。該污水凈化器附帶的臭氣凈化器.(見圖4 的空氣凈化部)，則可使污水引起的臭氣又得到凈化。少量昆蟲在該環(huán)境中自然生長，參與對污染 物的分解。SFCs作為污染物栽體和微生物栽體，在污染物凈化分解過程中幾乎無降解，保持負碳。
(1)污水中?；煊写罅抗腆w顆粒型污染物，如藍綠藻，需前處理去除。上行式懸浮顆粒型污水過濾 設備(見圖9)，可迅速高效地實現(xiàn)對固體顆粒型污染物的去除。
(2 )利用富營養(yǎng)化的水體在光照和25 - 35°C溫度條件下大量培養(yǎng)藍綠藻或微藻，由SFCs氣體-液 體交換系統(tǒng)(見困4的水凈化部)為水體和藍綠藻或微藻高效提供溶解C02,富營養(yǎng)化的7jc體為藍綠 藻提供營養(yǎng)，然后使用上行式SFCs過濾設備，迅速分離成熟的藻體和水體。結(jié)果是，？K體得到凈化，除 去氮磷，大氣C(M尋到固定，而所收集的生物有機材料藍綠藻，又可為SFCs原料，或為碳酸酐酶供體，或 制備生物燃料，或產(chǎn)沼氣和有機肥。
(3)由化工污水、油漆污水、洗衣污水、爛菜污水和糞尿污水混合成為混濁惡臭污水，該污水通入 SFCs好氧微生物污水凈化器，流出水透明、無味。該SFCs好氧微生物污水凈化器在冬季1 - 2°C的 溫度下仍保持高效凈化。
(4 )在流出水中通入空氣補氧，養(yǎng)魚一個月，魚狀態(tài)良好，健康活潑。
(5)在普通土質(zhì)的菜地種綠葉蔬菜，僅以流出水澆灌。在發(fā)芽、出苗、成長到收獲的全過程中，蔬 菜生長全過程狀態(tài)良好，無病蟲害發(fā)生，鳥喜食。
(6 )在使用達1年的好氧微生物污水凈化器中，木源SFCs作為吸載體并長期處于潮濕狀態(tài)，SFCs 無明顯降解現(xiàn)象，無需補充新料。
例22. 植物源SFCs凈化含難生物降解污染物、毒素、顆粒物、富氮確營養(yǎng)的混合污水
針對含難生物降解、致病菌、毒素、顆粒物、氮磷富營養(yǎng)化等污染物的各類工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水和生 活污水，如化工有機廢水、含油廢水、垃圾滲透液、藍綠藻污水、生活污水等，可用SFCs厭氧微生物凈 化法治理。在SFCs無動力厭氧微生物污水凈化器中(圖5)，通過一種高效的液體流動方式，提供 給在SFCs環(huán)境中懸浮生長與附著生長相結(jié)合的土著厭氧微生物群落以充分的缺氧條件和很適宜的生態(tài)生 存環(huán)境，可提高厭氧微生物對流經(jīng)SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、原生動物和微型后 生動物在該環(huán)境表層自然生長，參與對污染物的分解。通過控制凈化器的流速和溫度，可有 效地控制對污染物的發(fā)酵時間和厭氧處理時間，完成對致病菌、毒素等污染物的充分降解。SFCs還具除 去顆粒物的較強功能。該凈化器具有高生物相濃度、高傳質(zhì)速度、以及高負荷條件下運轉(zhuǎn)的特征。SFCs作 為污染物栽體和微生物載體，在污染物凈化分解過程中有緩慢的降解，仍保持負碳的作用。而污染物在厭 氧微生物凈化分解過程中分解產(chǎn)生CH4和氮氣等。如將CH,收集起來作為清潔能源，有利于GHGs減排。
(1)由化工污水、油漆污水、垃圾滲透液、餐飲油污、洗潔精、藍綠藻、顆粒物和糞尿污水混合成 為混濁惡臭污水。該污水用石灰水調(diào)節(jié)pH至7.3 - 8.0后，長期通入SFCs厭氧微生物污水凈化器，流出 水呈半透明、微味、無腥狀態(tài)。污水凈化器的厭氧微生物菌種來自于該污水的土著群落和健康蚯蚓體 勻漿后獲得的土著群落。污染物在凈化中產(chǎn)生CH4,可收集并利用。該SFCs厭氧微生物污水凈化器在
冬季1 - 2°C的溫度仍保持高效凈化。
(2) 當以上混合污水中舍有較高濃度的蛋白質(zhì)或糞尿成分時，在SFCs厭氧微生物污水凈化器中將 產(chǎn)生較高濃度的氨氣和硫化氫氣體，而較高濃度的氨氣和硫化氫氣體將抑制厭氧微生物的活力。為克服氨 氣和疏化氫氣體的抑制作用，在SFCs無動力厭氧微生物污水凈化器的儲氣空間安裝如例2 0中的SFCs 化學吸附凈化器，利用凈化器中的酸性吸附材料凈化氨氣，利用凈化器中的堿性吸附材料凈化硫化氫氣體， 通過將儲氣空間蓄積氣體的內(nèi)循環(huán)凈化及時除去氨氣和硫化氫氣體，保證了厭氧過程的順利進行.
(3) 在流出水中通入空氣補氧，養(yǎng)魚一個月，魚狀態(tài)良好，健康活潑。在菜地種綠葉蔬菜，僅以流 出水澆灌，在發(fā)芽、出苗、成長到收獲的全過程中，蔬菜生長全過程狀態(tài)良好，無病蟲害發(fā)生，鳥喜食。
(5 )在使用達1年的厭氧微生物污水凈化器中，木源SFCs作為微生物栽體并長期處于泡水狀態(tài)，SFCs 無明顯降解現(xiàn)象，僅需少量補充新料，
(6)對污水經(jīng)凈化器后所收集的SFCs及固體顆粒物和污泥，利用蚯到l處理生產(chǎn)生物有機 肥。有機肥施于菜地，生產(chǎn)有機菜。 例23. 植物源SFCs凈化含可生物降解污染物的混合臭氣
針對含可生物降解污染物的各類工業(yè)廢氣、農(nóng)業(yè)廢氣、生活廢氣和污水垃圾治理中產(chǎn)生的臭氣，可用 SFCs好氧微生物凈化法治理。在SFCs好氧微生物廢氣凈化器中(見圖4之空氣凈化部3 ),直接通入 廢氣和補充的氧氣供應，保證水分供應，通過一種高效的富氧方式，大大提高了由SFCs 介導的氣液固三相界面中的氧氣濃度，其氧氣濃度可數(shù)十倍于標準狀態(tài)(0. IMpa, 20°C) 下清水中飽和溶解氧濃度，從而提供給在SFCs環(huán)境中附著生長的土著好氧微生物群落以充分的氧 氣供應和很適宜的生態(tài)生存環(huán)境，可提高好氧微生物對流經(jīng)SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、 原生動物和微型后生動物在該環(huán)境中自然生長，參與對污染物的分解。該凈化器具有高生物相 濃度、高傳質(zhì)速度、以及高負荷條件下運轉(zhuǎn)的特征。SFCs作為污染物和微生物的載體，在污染物凈化分解 過程中幾乎無降解，保持負碳。
(1)由化工污水、油漆污水、洗衣污水、爛菜污水、宰殺魚水和糞尿污水混合后生成高濃度混合惡 臭氣體。該臭氣通入SFCs好氧微生物廢氣凈化器，出氣幾乎無味。
(2 )由甲醛和臭魚生成高濃度混合惡臭氣體。該臭氣通入SFCs好氧^t生物廢氣凈化器，出氣無味。
(3 )將SFCs好氧微生物廢氣凈化器置于汽車尾氣濃度很高的隧道口附近，凈化效果明顯。 其土著微生物菌種取自于隧道口的污泥中。
(4 )在使用達18個月的好氧微生物廢氣凈化器中，木源SFCs作為微生物栽體并長期處于潮濕狀態(tài)， SFCs無明顯降解現(xiàn)象，無需補充新料。
例24. 植物源SFCs凈化含難生物降解、致病菌、毒素，氮磷富營養(yǎng)化等污染物的廢氣
由化工污水、油漆污水、垃圾滲透液、餐飲油煙和糞尿污水混合后生成高濃度混合惡臭氣體，含菌量 高。該廢氣首先通入SFCs氣-液交換器(圖4或圖8),使氣相污染物轉(zhuǎn)化為液相污染物，然后使液相 污染物流經(jīng)SFCs厭氧微生物廢水凈化器?？刂苾艋鞯牧魉俸蜏囟龋煽刂茖ξ廴疚锏陌l(fā)酵時間 和厭氧處理時間。流出水呈半透明、無味狀態(tài)。污染物在凈化過程中產(chǎn)生C岀氣體，可收集并利用。
針對垃圾焚燒等過程所排放的二惡英氣體，可用SFCs親脂吸附凈化法治理。具有疏水親脂性質(zhì)的SFCs, 對于焚燒尾氣中難降解、具有很強疏水親脂性質(zhì)的二惡英有著高度的親和力和吸附力，故SFCs在減少二 惡英排放方面可起特殊作用。吸附了二惡英的SFCs，可埋藏于地下，既儲存了碳又埋藏了二惡英；也可利 用對二惡英有分解能力的微生物，如門多薩假單胞菌將二惡英降解。 例25. 植物源SFCs凈化懸浮顆粒型污染空氣
建立懸浮顆粒型空氣凈化設備如圖8,并引入復合型土著好氧微生物群落。真菌、原生動物和微型 后生動物在該環(huán)境中自然生長。分別對廚房油煙類污染、香煙煙霧類污染、生物燃料燃燒煙霧類污
染、機動車尾氣類污染、光化學類煙霧、灰霾類污染、飛灰類污染、煤塵類污染、沙塵類污染、粉塵類污 染進行凈化，除去懸浮顆粒的效果皆十分明顯，凈化率80 - 99%。凈化率與懸浮顆粒粒徑、風速、SFCs 填充厚度、SFCs粒徑、SFCs濕潤度、好氧微生物群落、噴淋水成分及用量等因素有關。對于含較多重金 屬、酸性污染物等的污染氣體，可在凈化設備的下層添加堿化纖維素化SFC-V，提高化學前處理率。噴淋 水可選用富營養(yǎng)化的生活污水'對于細顆粒物氣溶膠型的污染，如光化學類煙霧和機動車尾氣類污染，可 通過減少SFCs粒徑，提高噴淋水的流速，增強噴淋水的化學洗脫成分等，獲到更好的捕集和凈化效果。 例26. 植物源SFCs在生產(chǎn)生態(tài)清潔能源和生物有機肥的應用
(l)將吸附了化工污水、油漆污水、垃圾滲透液、餐飲油污水和糞尿污水的SFCs放入沼氣池中。10 天后大量產(chǎn)生沼氣，收集并凈化得清潔能源。沼渣可繼續(xù)與吸附了餐坎油污水和糞尿污水的SFCs混合， 為蚯到提供食物，經(jīng)板衫l消化，產(chǎn)生生物有機肥。
(2 )發(fā)酵后的攪碎生活固體垃圾或糞便或沼渣或污水處理廠污泥或可生物降解工業(yè)固體垃圾，與SFCs 按3: 1至1: 3的體積比混合形成疏松體，放入沼氣池中。IO天后大量產(chǎn)生沼氣，收集并凈化得清潔能源。
(3) 以上過程產(chǎn)生的沼氣，主要成分是CH"同時也含有較高濃度的氨氣和硫化氫等有害氣體，在沼 氣直接作為能源使用的過程中形成二次污染。沼氣需在凈化除去氨氣和石?；瘹涞葰怏w后，才是生態(tài)清潔能 源?？衫萌缋? 0中的SFCs化學吸附凈化器對收集的沼氣進行凈化，即以凈化器中的酸性吸附材料凈 化氨氣，以凈化器中的堿性吸附材料凈化硫化氫等酸性氣體，產(chǎn)生生態(tài)清潔能源。
(4) 使用SFCs化學吸附凈化器也可對收集的垃圾填埋氣進行凈化，除去氨氣和硫化氫等有害氣體。 例27. 植物源SFCs在生態(tài)式空氣及水凈化中的應用
建立生態(tài)空氣凈化設備如圖6,設備可大型化。其中，風機40w,裝填SFCs體積60cmx60cmx20cm,混 合移栽蘆薈、常青藤、吊蘭、菊花、仙人掌、文竹、青菜等，并引入土著好氧微生物群落及100條蟲iiC 化學粗濾網(wǎng)為木源堿化纖維素化SFC-IV。凈化設備上端明顯出風，其溫度低于周圍環(huán)境1-3。C，相對濕 度高于周圍環(huán)境10-20%。各移栽植物復壯迅速，生長茂盛，蟲丘封l活躍。少量真菌、原生動物和微型 后生動物在該環(huán)境中自然生長，參與對污染物的分解。出風空氣清新，消除VOCs、甲醛、C02、 CO、 S02、香煙煙霧、廚房油煙味、汽車尾氣、臭氧、塵螨、花粉的功效顯著。每天以生物燃料煙熏進氣l-2 小時，連續(xù)3周，保持凈化效果，各植物無顯著的不良反應。播種青菜籽，在2-9。C的冬季室溫條件下， 一周后出芽，生長茂盛，證明該人造生態(tài)環(huán)境適于植物的發(fā)育和生長，在低溫季節(jié)，凈化設備上加罩金 字塔型溫室，有保溫和聚集金字塔能的效應，各植物生長茂盛，蟲丘封l活躍，保持分解污染物的能力。
該生態(tài)空氣凈化設備，可有效地固定大氣中的C02,即通過SFCs介導的濕潤環(huán)境將氣相中的C02轉(zhuǎn)移 至液相被吸附并富集于SFCs中，再經(jīng)SFCs中的植物根系吸收固定。
該生態(tài)空氣凈化設備置于因氣候變暖和人為污染而頻發(fā)的霧霾籠罩災害天氣下，可凈化由于污染造 成的氣溶膠復合粒子，具有消除霧霾的明顯功效。
該生態(tài)空氣凈化設備置于交通繁忙公路口附近，具有消除灰塵，消除汽車尾氣，消除霧霾的明顯功效。
建立生態(tài)空氣及水凈化設備如圖7,設備可大型化。風機40w，裝填SFCs體積40cmx40cmx40cm，其中， 污水處理層高約15cm,污氣處理層高約25cm。在污水處理SFCs層引入?yún)捬跷⑸?。在污氣處理層混合?栽蘆薈、常青藤、吊蘭、文竹等，引入好氧微生物及100條組封l。向污水處理層注入由爛菜污水和糞尿污 水混合的污水，流出水凈化效果顯著。凈化設備側(cè)上端明顯出風，其溫度低于周圍環(huán)境1 - 3°C，相對 濕度高于周圍環(huán)境10-15%。各移栽植物生長茂盛，蚯賴活躍。少量真菌、原生動物和微型后生動 物在該環(huán)境中自然生長，參與對污染物的分解。消除VOCs、 C02、 CO、油煙、臭氧、塵螨、花粉顯著。 例28. 植物源SFC - V的醫(yī)學健康應用
(1) 本發(fā)明者以混合木源和秸稈源SFC-V為口服劑，每次lg,每天三次，連續(xù)一個月，有減肥效果。
(2) 本發(fā)明者醉酒后服用5g混合木源和秸稈源SFC-V,很快醉意大減，醉酒不適度明顯降低。
例29. SFC - I的醫(yī)學健康應用
(1) 淀粉500g，糯米粉500g,米粉500g,玉米粉500g,面粉500g,各平鋪于烤盤中，上覆以2-5cm厚 的細沙，置于溫度180°C至300°C的鼓風烤箱中，沙溫到達指定溫度后繼續(xù)加熱1 - 5小時。停止加熱，自 然降溫到100。C后取出得淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I,皆為黑色炭塊狀。處理 過程有一些碳元素氣化放出，SFC - I從原料到產(chǎn)品的碳保留率為8 5-9 5 % 。
(2) 淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I，放在水中，皆表現(xiàn)良好的疏水能力， 不吸水且漂浮在水上達一周以上。放入酒精中，則迅速吸附酒精。
(3) 本發(fā)明者以混合淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I為口服劑，每次lg,每 天三次，連續(xù)一個月，無任何不適，有減肥效果，精力旺盛。本發(fā)明者醉酒后服用5g混合淀粉源、糯米 粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I，很快醉意大減，醉酒不適度明顯降低。
例30.以植物源SFC為中介殺滅水源中的致病微生物
建立以SFCs為中介的厭lL/氧化水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括SFCs厭氧和SFCs氧化的兩個步驟。SFCs 厭氧步驟以圖5方式進行。其中，在隔艙l引入好氧微生物，使水源中的氧氣被大量消耗，在隔艙2和后 續(xù)的隔艙所造成的缺氧環(huán)境中抑制和殺滅水源中的好氧性致病微生物，如軍團菌。SFCs厭氧步驟的出 水再進入SFCs氧化步驟。SFCs氧化步驟以圖4的水凈化部1的方式進行'其中，風機所引入的空氣含高 級氧化介質(zhì)，如臭fiyuv,可在該強氧化環(huán)境中殺滅水源中的好氧性和厭氧性致病微生物，如沙門氏菌。 例31.以植物源SFC為中介現(xiàn)場治理實驗室有機污水
建立以SFCs為中介的吸附/氧化處理實驗室有機污水系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括SFCs吸附和SFCs高級氧化 的兩個步驟。SFCs吸附以圖10的過濾吸附部分l的方式進行。此步驟可半封閉運行，避免可揮發(fā)性有機 污染物氣體的外泄，在進水口和出水口設有開關控制。倒入有機污水，關閉進水口，有機污染物被SFCs 吸附。當SFCs吸附有機污染物飽和后，連容器整體取出并更換新SFCs,取出物密封另行資源化處理。粗 處理出水經(jīng)出水口開關進入SFCs高級氧化階段。SFCs高級氧化以圖10的吸附分解部分3的方式進行，對 粗處理出水中的殘余有機污染物進行吸附和氧化分解。特殊的是，此步驟不以微生物進行氧化分解，而由 風機引入高級氧化介質(zhì)進行氧化分解，如臭氧/UV,臭氧濃度20 - 1000mg/m3。出水可達標排放。
例如，在該系統(tǒng)中處理苯酚污水。粗處理出水進入SFCs高級氧化階段前，調(diào)節(jié)pH至ll。利用臭氧 產(chǎn)生的.OH自由基，可氧化被SFCs富集濃縮的苯酚為醌類，再氧化為脂肪酸，最后成為CO,和水。堿性條 件下，臭氧產(chǎn)生.OH自由基的速度加快，利于該氧化分解反應的進行。出水經(jīng)中和后排放。 例32. 植物源SFC - V的零價鐵復合物
將1L的lmra顆粒狀木源SFC-V,與l-5L的100目零價鐵粉，及pH4-5的膠水混合，壓制成型，陰干。 該復合物具有顯著的靜電防護能力、電^ 茲場屏蔽能力、放射性防護能力、化學吸附能力和催化分解能力， 如具有吸收并減少電視和計算機電磁波的作用。如具有一定的消除曱醛、氨水、香煙味的作用。 例33.植物源SFCs的殼聚糖復合物
制備殼聚糖以質(zhì)量百分比濃度4 0 - 5 0%氫氧化鈉溶液浸泡攪拌甲殼素粉2h,將該混合物置于家 用微波爐(2450 MHz,輸出功率650 W)中，加熱15min。傾去溶液，水洗至中性。加入4 0 - 5 0%氫氧化 鈉溶液，微波加熱15min。水洗至中性，微波烘干，得殼聚糖粉。混合殼聚糖粉與SFCs粉，物理相容性好。
(1) 本發(fā)明者口服米粉源SFC - I與殼聚糖5: 1體積比混合物，每次lg,日三次，連續(xù)一月，可減肥，
(2) 粉狀秸稈源SFC-IV與殼聚糖粉按5:1體積比混合，艱雞，雞喜食，健康活潑，無異常。 (3 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，對油污有很強的吸附能力'
(4 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，對含鉛離子和汞離子的污水有較強的凈化力。 (5 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，接種SFCs好氧微生物污水凈化器中的成熟 菌種，施加廢氣和污水。微生物迅速成長，凈化廢氣和污水效果明顯。
(6 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，置SFCs空氣凈化器中(圖8 ),以2 - 5g/L 檸檬酸溶液循環(huán)噴淋。對空氣中的軍團菌和其它致病^t生物有明顯的抑制和凈化效果。
(7 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按5: 1體積比混合，以羧甲基纖維素鈉粘合成型?？馆椛洹?(8 )粉狀木源SFC - IV與殼聚糖粉按3: 1體積比混合，對含負電荷的膠體微粒污染的流體有較強的 凈化力，絮凝過濾的效果明顯。
例34. 植物源SFCs的堿性纖維素化處理和磷酸鉤/碳酸鉤化處理
U)2L SFC-IV與羧曱基纖維素鈉漿糊混合成型后放入烤盤中，厚2cm,上覆lcm硅沙，置烤箱中， 300。C鼓風熱處理2小時。得好J^黑色SFC-V。產(chǎn)物非常親水，吸濕能力強，呈堿性，其阻燃性能比SFCs 有明顯提高。濕潤的產(chǎn)品裝填在化學吸附式空氣凈化器中，去除CO,、 S02和垃圾惡臭的效率達9(T/。以上。 (2) SFC-IV與羧曱基纖維素鈉稀漿糊少許混合，使SFC-IV表面上漿，加入石灰水，在攪動下緩慢滴 入lM磷酸至pH8.5，繼續(xù)攪動l小時。除液后，置烤箱中，100。C鼓風烘干，得磷酸輛/破酸輛化SFC-V。 例35. 植物源SFCs的珪化處理
100g SiOa與100g Na,SiO,混合，加zlc使半溶解，溶液pfel2。以該液浸漬SFCs過夜.將擠干溶液的 SFCs烘干，繼而沙埋放入烤箱中，300。C鼓風熱處理4小時。硅化處理后的SFCs，無硬化現(xiàn)象，阻燃。 例36. 植物源SFCs對務改污水和餐炊油煙廢氣的一體化治理
建立餐坎污水和餐汰油煙廢氣復合治理步驟如下，
餐沃污7jc預處理含殘渣、油污和洗滌劑的餐飲污水經(jīng)圖9所示方式除去殘渣和部分油污，再經(jīng)圖10 中的過濾吸附部分1所示方式進一步除去油污。收集的殘渣和油污用于制備生物銅料和生物柴油。
餐沃油煙廢氣凈化餐坎油煙廢氣經(jīng)圖8所示方式降溫，除去油煙粒子、氣溶膠和化學氣味后排放。 利用預處理后的餐改污水作為淋洗液，使餐飲油煙廢氣中的油煙粒子、氣溶膠和化學污染物溶入淋洗液。
餐飲污水凈化含有溶于液相的油煙粒子、氣溶膠和化學污染物的淋洗收集液經(jīng)圖10所示過濾吸附 方式除去油污，及好氧微生物方式除去可生物降解型污染物，再經(jīng)圖5所示厭氧微生物方式進一步除去可 生物降解型污染物。凈化水排出或在餐飲油煙廢氣凈化過程中循環(huán)使用。 例37. 植物源SFCs參與蚯賴凈化固體垃圾
將發(fā)酵后的攪碎生活固體垃圾或人畜糞便或沼渣或污水處理廠污泥或可生物降解型工業(yè)固體垃圾廢 物，與SFCs按3: 1至1: 3的體積比混合形成疏松體，放入SFCs生態(tài)型凈化器(圖6 ),裝料厚30cm, 出風面60cmx60cm,風機48w,進風溫度25 - 3 0°C。引入好氧微生物和蚯封l,但不引入植物，不 施以光照，不加紫外燈。真菌、原生動物和微型后生動物在該環(huán)境中自然生長.同時，部分 遮蔽凈化器頂部，定時噴淋，制造i丘圳喜歡的陰暗、潮濕、溫暖的環(huán)境；使用低噪聲風機，制造蚯 蟲;l喜歡的安靜、透氣、異味少的環(huán)境；SFCs與固體垃圾的混合物可用上下多層疊放盤的方式放置，疊放盤 的底部有帶孔隔板，蚯蚓可在各層之間自由活動，制造蚯蚓喜歡的同代同居的環(huán)境。提供新鮮空氣，斷面 風速以微風為宜，風速可低于3m/min。含有高鹽或高農(nóng)藥殘留的固體垃圾，因毒害蟲丘封l,不可使用。
SFCs與發(fā)酵后的攪碎生活固體垃圾的混合物，經(jīng)蚯^|,微生物、真菌、原生動物和微型后生動 物的協(xié)同分解，生成生態(tài)有機肥，其C/N比降低50。/。以上。可定期從凈化器頂部投加固體垃圾，也可定 期更換全料。處理含有較高濃度重金屬固體垃圾所生產(chǎn)的蚯賴體，因富集重金屬，其資源再利用時慎用。 例38. 植物源SFCs參與酵母發(fā)酵凈化碳7jc化合物類廢棄物
將發(fā)酵后的攪碎碳7jC化合物類廢棄物或生活垃圾，與SFCs和少量腐植土，按3: 3: 1的體積比混合形 成疏松體，放入SFCs生態(tài)型凈化器(圖6)。裝料厚40cm,出風面6 0cmx6 Ocm,風機48w,進風 溫度20 - 30°C，斷面風速以微風為宜，風速可低于3m/min。。引入酵母，但不引入植物，不施以光照， 不加紫外燈。其它好氧微生物、蚯封i、真菌、原生動物和微型后生動物在該環(huán)境中自然生長。 同時，遮蔽凈化器頂部，定時噴淋濕潤水。在有氧條件下，酵母菌利用碳水化合物廢棄物中的淀粉、
糖類、有機酸作為碳源進行有氧代謝。二十天后，碳水化合物廢棄物與SFCs呈松軟腐熟態(tài)，無味，其體 積縮小40 %以上，收集的濕潤水也無味。腐熟混合物可為生態(tài)有才;u肥。 例39. 植物源SFCs與硼酸和還原糖形成的分子篩介質(zhì)
硼酸和還原糖中的順式二羥基進行可逆鍵合，可形成結(jié)構(gòu)緊密的高分子凝膠。使該高分子凝膠在SFCs 的多孔表面上聚合，則形成一種分子歸過濾層包覆的SFCs多孔物質(zhì)，可用于化學物質(zhì)的儲存或去除流體 中污染的化學污染物及重金屬離子等.通過改變硼酸和還原糖的反應濃度等方式，還可以調(diào)節(jié)分子篩的孔 徑大小和相對比例，分別儲存或去除不同分子大小的污染物。在凝膠包覆前，對SFCs多孔物質(zhì)進行化學 預處理，可提高SFCs多孔物質(zhì)對化學物質(zhì)的儲存能力或栽體能力。
例，在500g粉狀木源SFC-V中加入200mM硼酸鈉1000ml, pH10,混合均勻后，再加入100raM果糖 1000ml，或lOOraM甘露糖或葡萄糖1000ml，混合均勻，靜置2小時，得邱皮分子篩過濾層包覆的SFCs多孔 物質(zhì).在防毒面具中裝填該復合物，可有效消除VOCs、甲醛、CO,、 C0、 S02、香煙煙霧、廚房油煙味等. 例40. 可以不使用電能驅(qū)動空氣流通的SFCs凈化介質(zhì)，節(jié)能降耗
在11米高的建筑物靠外墻搭建煙囪，煙囪內(nèi)徑30cm,高10. 5米。煙囪的底部連接一個2mx3m的透明 塑料棚，棚底與地面有l(wèi)cm的空隙。煙囪的頂部連接SFCs生態(tài)型凈化器(圖6),無風機，凈化器內(nèi) 置物如例37。因塑料棚的溫室作用，煙囟底部進入的污染空氣經(jīng)太陽照射升溫，或經(jīng)凹鏡加熱，利用空 氣熱升冷降的特點，加上煙自的壓差作用，共同驅(qū)動空氣在煙自中自下向上運動，經(jīng)過頂部SFCs生態(tài)型 凈化器凈化后排出。煙囪底部連接的透明塑料棚，如采用金字塔型的設計，得到的動能量還可進一步提高。 例41. 植物源SFCs凈化介質(zhì)對碳污染和氮污染的7JC體和氣體的一體化治理
對富營養(yǎng)化生活污水，垃圾污水處理產(chǎn)生的氨氮氣體和汽車尾氣污染進行綜合治理，采取生物脫氮配 合化學脫氮的流程，串聯(lián)生物反硝化池(如困5設備)，化學催化反硝化池(如圖5設備)，化學催化 硝化池(如困4的水凈化部)或生物硝化池(如圖4的水凈化部)。向生物反硝化池通入生活污水，池 中填充SFCs及附著的反硝化菌。出水用酸調(diào)pH至2-3后，進入化學催化反賄化池，池中填充SFCs及附 著的零價鐵粉。出水用堿調(diào)pH至中性或偏堿性后，與垃圾污水處理產(chǎn)生的氨氮氣體和汽車尾氣污染一起， 進入化學催化硝化池，池中填充SFCs及附著的二氧化錳；或進入生物硝化池，池中填充SFCs及附著的硝 化菌。出水回流到前置的生物反灘化池。最后出水氨氮小于2毫克/升，硝酸鹽氮小于10毫克/升，以及 COD小于50毫克/升，出氣氮凈化率75 - 90 %.實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排和高級生態(tài)型氮減排。 例42. SFC-VIII在金字塔倉庫中的儲存，植物在金字塔型溫室中的生長，金字塔按南北方向放置
(1) 春夏季，在金字塔倉庫中用敞口玻璃皿分別放置新鮮的尿、牛奶、酸奶、鮮花、菜葉、死蟲、 魚內(nèi)臟、豬肉等樣品，在距離5米遠處的木箱中放置同樣的樣品為對照。 一個月后，金字塔倉庫中的尿微 臭尚清，牛奶成為奶酪，酸奶保持原味，鮮花和菜葉嚴重失水，死蟲、魚內(nèi)臟和豬肉微臭較干；而對照中 的尿惡臭，牛奶惡臭腐敗，酸奶上一層厚厚的綠毛，鮮花和菜葉腐爛，死蟲、魚內(nèi)臟和豬肉惡臭腐敗生蟲。
(2) 大豆和花生曬干，含水率約20%，放入金字塔倉庫中儲存一年，取出，金字塔大豆的發(fā)芽率和 長勢皆優(yōu)于對照，金字塔花生的色、香、味皆優(yōu)于對照，金字塔花生對黃曲霉的感染率顯著低于對照。
(3) 金字塔倉庫放在室內(nèi)，內(nèi)存大豆和花生，可防霉變，且有顯著的吸收室內(nèi)電磁波污染的效果。
(4) 各種動物源和植物源SFC-VIII，制備如例1的(12) - (14),放入干燥環(huán)境下的金字塔倉庫 中，歷經(jīng)春夏秋三季共八個月，所有SFC-VIII樣品皆更加脫水干化硬化，無臭味，無滋生蟲蠅。
(5) 重金屬和農(nóng)藥中毒死亡的小鳥各一只，去內(nèi)臟，烘干，埋入-灰酸鈉或石灰粉中IO天繼續(xù)脫水干 化，最后放入干燥環(huán)境下的金字塔倉庫中。半年后觀察，小鳥體更加脫水干化硬化，無臭味，無滋生蟲蠅。
(6) 招金字塔型溫室，支架為木竹，正四角錐體，底邊長100cm，側(cè)棱長95cm,包塑料地膜，頂部 有氣孔，底部距地2cm。內(nèi)種蔬菜。蔬菜長勢明顯比對照好，無病蟲害發(fā)生，不施農(nóng)藥，蔬菜口感好。
(7) 金字塔倉庫放在室內(nèi)，內(nèi)藏酒2瓶。半年后品味，味道比對照更加醇厚，爽口。
權利要求
1.一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75％的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為具有40年以 上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、 制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用，組成可規(guī)?；瘜崿F(xiàn) 的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，使總碳循環(huán)量減少，包括以下步驟 (1)提供所述的植物性有機物質(zhì)； (2)所述的有機物質(zhì)與0-95％體積的穩(wěn)定促進劑混合； (3)使步驟(2)的混合物被掩蓋在硅沙或鐵沙中，加熱溫度180℃至350℃，時間30分鐘至24小時，同時，使熱空氣流經(jīng)硅沙或鐵沙的頂部，所產(chǎn)生的濕氣和可揮發(fā)性物質(zhì)透出硅沙或鐵沙被流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)冷凝器收集成為新能源新資源，其余氣體經(jīng)空氣凈化器凈化后排出；(4)冷卻，分離出所述的硅沙或鐵沙，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(I)；(5)儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(I)，實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳元素減排，或功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(I)，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
2. —種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75 %的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為具有40年以 上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、 制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用，組成可規(guī)?；瘜崿F(xiàn) 的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法,使總碳循環(huán)量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質(zhì)；(2) 所述的有機物質(zhì)與0-95%體積的穩(wěn)定促進劑混合；(3) 使步驟(2)的混合物被掩蓋在硅沙或鐵沙中，以凹鏡或凹鏡組聚集太陽能加熱，時間2分鐘至5 小時，同時，使熱空氣流經(jīng)硅沙或鐵沙的頂部，所產(chǎn)生的濕氣和可揮發(fā)性物質(zhì)透出硅沙或鐵沙被 流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)冷凝器收集成為新能源新資源，其余氣體經(jīng)空氣凈 化器凈化后排出；(4) 冷卻，分離出所述的硅沙或鐵沙，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的 生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(II);(5) 儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(II )，實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳元素減排，或功能 化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(II )，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非破元素減排。
3. —種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75°/。的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為具有40年以 上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、 制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用，組成可規(guī)模化實現(xiàn) 的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法,J吏總碳循環(huán)量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質(zhì)；(2) 所述的有4fU物質(zhì)與0 - 95%體積的穩(wěn)定促進劑和0-0. 5M^f教波吸收介質(zhì)混合；(3) 使步驟(2)的混合物被掩蓋在硅沙中，微波加熱，時間5分鐘至5小時，同時，使熱空氣流經(jīng)硅 沙的頂部，所產(chǎn)生的濕氣和可揮發(fā)性物質(zhì)透出硅沙被流動的熱空氣帶走，被帶走的可揮發(fā)性物質(zhì) 經(jīng)冷凝器收集成為新能源新資源，其余氣體經(jīng)空氣凈化器凈化后排出；(4) 冷卻，分離出所述的硅沙，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型 穩(wěn)態(tài)功能碳(III );(5) 儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(III ),實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳元素減排,或功 能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(III ),實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
4. 一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75%的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為具有40年以 上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、 制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用，組成可規(guī)模化實現(xiàn) 的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，使總碳循環(huán)量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質(zhì)；(2) 對所述的有機物質(zhì)在溫度110°C至350°C的氧化介質(zhì)中加熱，時間5分鐘至24小時，同時，使熱 氧化介質(zhì)流經(jīng)有機物質(zhì)，所產(chǎn)生的粉塵、濕氣和可揮發(fā)性物質(zhì)被流動的熱氧化介質(zhì)帶走，被帶走 的粉塵經(jīng)除塵器收集成為原料，可揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)冷凝器收集成為新能源新資源，其余氣體經(jīng)空氣 凈化器凈化后排出；(3) 冷卻，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(IV);(4) 儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(IV ),實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳元素減排，或功能 化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(IV )，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
5. —種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75%的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為具有40年以 上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、 制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用，組成可規(guī)?；瘜崿F(xiàn) 的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法,使總碳循環(huán)量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質(zhì)；(2) 對所述的有機物質(zhì)在溫度110°C至350°C的氧化介質(zhì)中加熱，時間5分鐘至24小時，同時，使熱 氧化介質(zhì)流經(jīng)有機物質(zhì)，所產(chǎn)生的粉塵、濕氣和可揮發(fā)性物質(zhì)被流動的熱氧化介質(zhì)帶走，故帶走 的粉塵經(jīng)除塵器收集成為原料，可揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)冷凝器收集成為新能源新資源，其余氣體經(jīng)空氣 凈化器凈化后排出；(3) 冷卻，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(IV);(4) 所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(IV)與0-95%體積的穩(wěn)定促進劑和0-0.5M微波吸收介質(zhì)混合；(5) 對步驟(4)的混合物，按權利要求1所述的步驟(3)處理，冷卻，分離出所述的硅沙或鐵沙， 得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(V);或按權利 要求2所述的步驟(3)處理，冷卻，分離出所述的硅沙或鐵沙，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期 碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(VI );或按權利要求3所述的步驟(3)處理， 冷卻，分離出所述的硅沙，得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型 穩(wěn)態(tài)功能碳(VII);(6) 儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(V )、 ( VI)或(VII),實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳 元素減排,或功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(V )、 ( VI)或(VII),實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排 或高級生態(tài)型非碳元素減排，
6. —種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于以不低于75%的碳轉(zhuǎn)化率，將 通常在死亡后1星期至1年內(nèi)即可自然降解并產(chǎn)生溫室氣體的植物性有機物質(zhì)或動物性有機物質(zhì)，轉(zhuǎn) 化為具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功 能碳的原料來源、制備過程、儲存或通過生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳的原料來源、制備過程、功能化使用， 組成可規(guī)?；瘜崿F(xiàn)的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法,使總破循環(huán)量減少，包括以下步驟(1) 提供所述的植物性有機物質(zhì)或動物性有機物質(zhì)；(2) 對所述的有機物質(zhì)進行脫水干化，^f吏含水率降至10 - 20%;(3) 將步驟(2)的脫水干化后的有機物質(zhì)放入千燥的金字塔倉庫中或埋入沙漠中，進一步脫水干化， 使含水率至8 %以下，并保持脫水干化狀態(tài)；(4) 得到具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)和具有多種使用功能的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能破(VIII);(5) 在金字塔倉庫或沙漠中儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(VIII),實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生 態(tài)型非碳元素減排，或在金字塔倉庫或沙漠中功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(VIII),實現(xiàn) 高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
7. 如權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特 征在于所述的植物性有機物質(zhì)選自木材、樹皮、葉、桿、莖、殼、皮、根、花、種子、草、髄、海草 類、海綿、甘蔗、甜高粱、甜菜、豆類、米、小麥、面粉、玉米、棵麥、大麥、燕麥、粟、麻、亞麻、 苧麻、花生、油棕櫚、煙葉、茶葉、棉花、布、紙、紙箱、紙漿、城市有機廢物、庭園廢棄物、蘑菇 培養(yǎng)基、藻類、真菌類、泥炭、或被化學污染的以上植物性有機物質(zhì)、或發(fā)酵后的以上植物性有機物 質(zhì)中的一種或多種；所述的動物性有機物質(zhì)選自原生動物、腔腸動物、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、節(jié)肢動 物、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類、或被化學污染的以上動物性有;f幾物質(zhì)中的一種或多種； 所述的動物性有機物質(zhì)選自所述動物的完整個體、器官、組織、細胞中的一種或多種。
8. 如權利要求1、 2、 3或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于 所述的穩(wěn)定促進劑選自植物果實、石油副產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、油脂、膠、表面活性劑、糖、無機鹽、酸中 的一種或多種。
9. 如權利要求2或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述 的微波吸收介質(zhì)選自乙醇、酸、堿、鹽類或海水中的一種或多種。
10. 如權利要求4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述 的氧化介質(zhì)選自空氣、氧氣、臭氧、過氧化氫中的一種或多種。
11. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變哮的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"儲存所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和初級生態(tài)型非碳元素減排"， 是通過高壓壓縮后包裝儲存或高壓壓縮后真空包裝儲存生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，減少體積30-70%,提高儲 存穩(wěn)定期限20%以上。
12. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是將生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能-灰與疏水親油性有機材料、親水性有機材料或無機材料中的一種或多種混 合制備復合材料，在復合材料的原料來源、制備、儲存、經(jīng)濟使用或使用后的過程中，通過提高碳栽 體穩(wěn)定性、建筑節(jié)能、節(jié)約資源能源和減少污染的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型 非碳元素減排。
13. 如權利要求12所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述的 疏水親油性有機材料選自塑料、橡膠、樹脂、丙綸、石蠟、凡士林、瀝青、焦油的一種或多種；所述 的親水性有機材料選自羧曱基纖維素鈉、殼聚糖、表面活性劑、螯合劑的一種或多種；所述的無機材 料選自零價鐵粉、二氧化錳、粉煤灰、煤幵石、爐渣、黃土、巖棉、玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石 灰、石膏、確酸鈣、硼酸的一種或多種。
14. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是將生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳埋入土壤，通過促進土壤儲碳、治理土壤污染、少施化肥農(nóng)藥、減少 一氧化二氮和曱烷排放、保障食品安全、保護生物多樣性及恢復土壤自然生態(tài)系統(tǒng)的一種或多種， 實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
15. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是使動物體或人體攝入生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，通過吸附并排出動物體或人體中的有毒有害物質(zhì)、 減肥、保障食品安全、保障健康質(zhì)量、減輕醫(yī)療負擔的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生 態(tài)型非碳元素減排。
16. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是使污染水體或污染氣體流經(jīng)生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，污染水體或污染氣體中的顆粒污染物、致 病孩t生物或化學污染物的一種或多種得到過濾吸附富集儲存或分解，通過減少污染、節(jié)約資源能源和 發(fā)展資源能源的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非破元素減排。
17. 如權利要求l、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是將生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳與氣化還原催化劑混合制備復合材料，使污染7jc體或污染氣體流經(jīng)復合 材料，污染水體或污染氣體中的顆粒污染物、致病^t生物或化學污染物的一種或多種得到過濾吸附富 集并發(fā)生氧化還原催化反應，通過減少污染、減少溫室氣體釋放和發(fā)展資源能源的一種或多種，實現(xiàn) 高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
18. 如權利要求1、 2、 3、 4或5所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型^s岌減排的系統(tǒng)化方法，其特征 在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素 減排"，是將生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能^f友與生物活性物質(zhì)構(gòu)成立體生態(tài)系統(tǒng)，^使污染水體或污染氣體流經(jīng)立體生 態(tài)系統(tǒng)，提供有氧通風環(huán)境或厭氧環(huán)境，生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能破對污染水體或污染氣體中的顆粒污染物、 致病微生物或化學污染物的一種或多種進行過濾吸附富集或分解，在生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳中的生物活性 物質(zhì)對過濾吸附富集的污染物再進行吸收降解凈化，通過減少污染、節(jié)約資源能源和發(fā)展資源能源的 一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排。
19. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型^ 友減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述的"在生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳中的生物活性物質(zhì)"，是含有碳酸酐酶的生物細胞裂解液，以二氧化碳為底物， 使二氧化碳流經(jīng)生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳和碳酸酐酶，氣相的二氧化碳被生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳吸附富集，被 碳酸酐酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟奶妓釟甯?，再轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟奶妓猁}沉淀，通過固定空氣二氧化碳，實現(xiàn)高 級生態(tài)型碳減排。
20. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述的"在生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳中的生物活性物質(zhì)"，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物莖葉、藻類、 微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯i引、原生動物和微型后生動物的一種或多種，以污染水體或 污染氣體中的污染物的一種或多種為營養(yǎng)物質(zhì)或底物，以二氧化碳為光合作用原料，使污染7jC體或污 染氣體流經(jīng)生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳和生物活性物質(zhì)，提供有氧通風環(huán)境，污染7jc體或污染氣體中的顆粒污 染物、致病微生物和化學污染物的一種或多種得到富集利用和降解凈化，通過固定二氧化碳、硝化氨 氮和氮氧化物、減少污染和生產(chǎn)生態(tài)物質(zhì)資源的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型^f友減排或高級生態(tài)型非 碳元素減排。
21. 如權利要求18所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述的"在生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳中的生物活性物質(zhì)"，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物莖葉、條類、 微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯到|、原生動物和微型后生動物的一種或多種，以固體有機廢棄 物為營養(yǎng)物質(zhì)或底物，以二氧化碳為光合作用原料，將生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳、生物活性物質(zhì)和固體有機 廢棄物混合，提供有氧通風環(huán)境，通過固定二氧化碳、降解凈化固體有機廢棄物、減少固體有機廢棄 物因自然分解所釋放的溫室氣體、生產(chǎn)生態(tài)物質(zhì)資源的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生 態(tài)型非碳元素減排。
22. 如權利要求6所述的一種應對全球性氣候變暖的生態(tài)型破減排的系統(tǒng)化方法，其特征在于所述的"功能化使用所述的生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元素減排"，是將 所述的植物性有機物質(zhì)或動物性有機物質(zhì)中的植物食品、植物種子或動物食品的一種或多種脫水干化 后儲存于金字塔倉庫或沙漠中，或構(gòu)成金字塔倉庫的建筑材料，通過貯備食品種子、節(jié)約能源、降低 消耗、減少污染物的排放、減少電磁污染的一種或多種，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排或高級生態(tài)型非碳元 素減排。
全文摘要
為應對全球性氣候變暖，本發(fā)明提供一種生態(tài)型碳減排的系統(tǒng)化方法，特別是提供一種由生態(tài)型穩(wěn)態(tài)功能碳(Stabilized Functional Carbons，SFCs)的原料來源、制備過程、儲存或功能化使用所組成的碳減排的系統(tǒng)化方法，使總碳循環(huán)量減少，具有在全球減少5-100億噸碳排放的規(guī)?？尚行?、經(jīng)濟可行性、資源可行性、生態(tài)可行性和技術可行性。SFCs由植物性或動物性有機物質(zhì)分別經(jīng)七種熱化學過程和一種脫水干化過程，以不低于75％的碳轉(zhuǎn)化率制備而得。本發(fā)明將易被生物氧化分解的生物有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為具有40年以上穩(wěn)定安全期碳結(jié)構(gòu)的SFCs，通過SFCs穩(wěn)定的碳儲存庫實現(xiàn)初級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排，通過SFCs的碳功能化使用庫在多種碳排放源頭控制和減少碳排放，實現(xiàn)高級生態(tài)型碳減排和非碳元素減排。
文檔編號C01B31/08GK101362596SQ20081011094
公開日2009年2月11日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權日2008年6月18日
發(fā)明者梁知維 申請人:梁知維