近日，資環所炭基新材料與應用研究室在國際學術期刊Biochar（中科院一區TOP，IF=13.5）發表題為“Chemical anchoring of CaO₂ on phosphate-modifed rice husk biochar for stabilized oxygen release”的學術論文。資環所張文可博士後為第一作者，劉忠珍研究員為通訊作者。

　　過氧化鈣（CaO₂）可用來改善潛育化稻田的厭氧狀態，但其氧氣釋放對土壤環境高度敏感，存在釋氧速率不可控，易發生爆發性釋放的難題。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，再分別負載CaO₂，探究穩定釋氧機製。結果表明，磷酸鹽改性生物炭（BP）綜合性能最優，CaO₂@BP不僅實現高負載量（10.49%），更達成持久緩慢釋氧。相比之下，KOH活化雖賦予載體超高比表麵積並實現極高物理負載（15.74%），但釋氧過快；而硝酸氧化破壞了孔隙且表麵呈強酸性，導致負載量極低（1.31%）。機理表明，該體係以化學錨定與物理擴散雙重機製調控釋氧。BP通過形成穩定Ca-P鍵，主導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載力的核心因素，而氫碳比和表麵官能團主導釋氧動力學。得益於此，CaO₂@BP展現卓越環境適應性，釋氧性能基本不受外部pH、離子強度及初始溶解氧濃度的影響。綜上，本研究成功製備了磷酸鹽改性生物炭載體，實現了化學錨定與環境波動的有效解耦，為穩態釋氧材料的研發提供了具有潛力的技術方案。

　　以上研究得到國家重點研發計劃(2023YFD1901304)項目資助。

（文章鏈接https://doi.org/10.1007/s42773-026-00574-3）