CN101362596A - 生态型碳减排的系统化方法 - Google Patents

Abstract

为应对全球性气候变暖，本发明提供一种生态型碳减排的系统化方法，特别是提供一种由生态型稳态功能碳(Stabilized Functional Carbons，SFCs)的原料来源、制备过程、储存或功能化使用所组成的碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，具有在全球减少5－100亿吨碳排放的规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性。SFCs由植物性或动物性有机物质分别经七种热化学过程和一种脱水干化过程，以不低于75％的碳转化率制备而得。本发明将易被生物氧化分解的生物有机物质转化为具有40年以上稳定安全期碳结构的SFCs，通过SFCs稳定的碳储存库实现初级生态型碳减排和非碳元素减排，通过SFCs的碳功能化使用库在多种碳排放源头控制和减少碳排放，实现高级生态型碳减排和非碳元素减排。

Description

生态型碳减排的系统化方法

技术领域

本发明涉及应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，特别是涉及一种由稳态功能碳(Stabilized Functional Carbons，SFCs)的原料来源、制备过程、储存或功能化使用组成的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少。通过SFCs建立的碳储存库实现初级碳减排和非碳元素减排，通过SFCs建立的碳功能化使用库控制和减少来自多种碳排放源头的碳排放，实现高级碳减排和非碳元素减排。

技术背景

大自然中，碳素在地球的各个圈层(大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈)之间，以碳循环(CarbonCycle，CC)的方式进行循环流动和转化，总碳循环量处于动态平衡状态。工业革命后，从地下碳库发掘出大量固态、液态和气态的碳资源，使CC系统的总碳循环量明显上升并严重失衡，形成正碳效应，导致大气二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)等温室气体(Greenhouse Gases，GHGs)的浓度急剧上升，使全球变暖，正引发和将引发一系列危及人类生存的灾难性后果。2007年，联合国秘书长已就全球变暖的危害发出有力警告：全球变暖“不断加速的步伐让人非常震惊”。“我认为，如果我们不采取行动，我们将大祸临头”。

GHGs的总量控制，可从两方面入手，一是减少其排放，一是使已排放的GHGs被固定。公知的碳减排方法，归为三大类。第一类控制大气CO₂和CH₄的排放，减少GHGs排放源，使正碳转向零碳。如在化石类燃料燃烧时实施CO₂捕捉并将处理后的CO₂封存在地下或深海中；如煤矿瓦斯回收利用，牛放屁控制；如使有较强温室效应的CH₄转化为有较弱温室效应的CO₂。第二类控制能源和碳资源的消耗，虽不减少已进入CC的碳总量，可使正碳转向零碳。如减少使用地下碳库来源的化石类燃料量；如发展可再生能源、生物能源、高效发电、废热回收、建筑物的节能保温隔热、资源再利用等。第三类控制非CO₂和非CH₄的碳资源流动，可使CC系统中某种碳状态的储碳时间延长，也可制造出某种稳定化的碳载体将碳储藏起来，使正碳转向零碳甚至转向负碳。如植树造林，经光合作用把CO₂固定在植物体上，增加温室气体吸收“汇”，可稳定储碳几十年，起零碳作用；如捕捉收集含碳有机污染物，储存或能源开发皆起零碳作用；如在中温无氧状态下以农林废弃物制备生物炭，可使碳储藏在CC的旁路，减少已进入CC的碳总量，起负碳作用。

然而，公知的碳减排方法的实用性受到很大限制，既不足以有效地改善全球总碳循环量严重失衡的状态，难以减少大气中过量的二氧化碳，又因耗资巨大和占用资源巨大而严重地影响经济的发展。突出的问题是：过高的费用，减排成本与经济发展矛盾突出，产品的不稳定安全(如泄漏)，多数方法仅使正碳转向零碳，占用大量土地资源，得不偿失，环境负效应，社会经济地域发展不平衡，实施条件限制等。而且，公知的碳减排方法仅解决影响GHGs的某一因素，效果零散、低效、无系统性、资源利用率低。

气候变化和挑战是全球性的，解决方案也必须系统化和全球化。未来的全球性碳减排方法需同时满足。规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性的多方面要求。碳减排的未来发展有几个趋势：从治理效果来看，要使总碳循环量获得有效的减少，从正碳到零碳仅是起步，而从零碳到负碳才是最终目的；从系统化来看，GHGs的排放来自于CC过程的各个环节，纯物理或纯化学的、分散的、局部的碳减排方法已难以应对全球变暖，而生态的、循环的、多元的碳减排系统化方法才是最终方向；从可持续发展来看，减排成本与经济发展的突出矛盾必须协调，单纯为碳减排目的而发展的方法难有生命力，而将碳排放源头、碳减排产物、碳功能化使用与社会经济环境生态效益进行有效整合的方法才有发展前景。

寻求应对全球性气候变暖的碳减排方法，使总碳循环量减少，关键的方向将是寻求碳的来源性、碳的可捕获性、碳的可储存性、碳的长期储存稳定安全性、碳的功能可使用性以及这些碳环节的可整合性。

在CC系统，碳存在于气态、液态和固态三种主要状态中，并处于动态循环变化中。由于碳的循环特征，使得捕获和储存其中任一种的碳状态，都可为碳减排提供解决方案，且碳减排的最终环境效果等同。但比较三种碳状态后可知，气态碳难被捕获、难储存且功能使用价值小；固态碳易被捕获、易储存且功能使用价值大；液态碳则处于两者之间。因此，全球性碳减排的系统化方法的最佳途径是捕获固态碳并储存固态碳。在各种固态富碳材料中，又以CC生物圈中大量的植物性有机物质和动物性有机物质为最佳原料来源。

GHGs污染、农作物废弃物污染、资源能源短缺、建筑节能、废塑料和轮胎污染、农业养殖业污染、氮磷污染、持久性有机污染物(POPs)、化学污染、电磁场污染等，看起来复杂混乱，但都直接或间接地与碳排放相关，这些碳排放的源头构成一个以“碳”为核心并影响GHGs的巨大体系。因此，以有效地减少总碳循环量为目的的全球性碳减排的系统化方法，既应包括建立稳定安全的碳储存库，也应包括对多种碳排放源头的有效控制。理想的对策是，利用所建立的碳储存库控制和减少来自多种碳排放源头的碳排放。

植物性有机物质改性后的生物炭和活性炭，动植物性有机物质改性后的脱水干化木乃伊，皆已被长期实践证明是具有超长期稳定安全性质的碳储存库。如中国发掘的约2100年前的古墓(马王堆一号汉墓)，墓室覆盖着大量的木炭，出土的女尸和植物种子皆无腐烂。正是木炭的固态碳结构及其特有功能所赋予的保护条件，使与木炭共存的动物性和植物性的固态碳结构共同获得了长达2100年稳定安全的有效保存。

对植物性有机物质的改性，通常在不同的化学处理、不同的空气介质、不同的液体或固体介质、不同的过程、处理温度和时间等条件下进行，得不同的改性产物。美国专利4,553,978(Yvan)，在200℃至280℃的中性气体环境中烘烤改变植物木质成分，优选240℃-260℃，作用30分钟至5小时。美国专利5,585,319(Saitoh)，在250℃至450℃转炉内加热木质纤维素5至100分钟得吸油材料，整个系统无气体入口但有出口使焦化过程产出的酸和气体排出。美国专利4,448,589(Fan等)，在738℃至788℃通入N₂气，或N₂、水气与CO₂的混合气，使含碳物质发生焦化反应产生燃料气体，以石英沙和抗结块剂为固体介质。梁知维和梁文熙在英国专利(GB1409130)、法国专利(FR1409130)、德国专利(GE1409130)、中国专利(ZL01823477.1)、澳大利亚专利(AU2001275621)和俄罗斯专利(RU2277967)中，对天然有机材料在氧化介质中经过80℃至700℃，优选110℃至300℃，1分钟至24小时的热化学处理，得疏水/亲水吸附材料。

发明内容

本发明的目的在于，从CC生物圈的系统路线图入手，为解决总碳循环量的严重失衡寻求建立一种碳储存库型的生态型碳减排方案。再从循环经济入手，为GHGs排放、资源能源短缺、农作物废弃物、建筑节能、“白色污染”和“黑色污染”、农业养殖业污染、食品安全、氮磷污染、POPs、化学污染、电磁场污染等多种碳排放的源头，寻求一种清洁生产或低碳经济型的控制方案，即利用所建立的碳储存库资源控制和减少多种碳排放源头的碳排放，进而控制和减少总碳循环量，并使该碳减排系统化方法中的碳储存库与清洁生产或低碳经济互相促进共同发展。

为了避免公知的碳减排方法受限于规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性的技术问题，本发明采用的技术方案是，自然界中固定了大量碳元素和非碳元素的植物性和动物性有机物质通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解成为GHGs的排放源，为减少所产生的GHGs，分别通过七种热化学过程处理植物性有机物质，以及一种脱水干化过程处理动物性或植物性有机物质，以不低于75％的碳转化率制备具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(StabilizedFunctional Carbons，SFCs)。通过生态型SFCs的原料来源、制备过程、储存或功能化使用的四个碳减排环节，组成生态型碳减排的系统化方法，控制和减少总碳循环量，实现以碳储存库为特征的初级生态型碳减排和非碳元素减排，实现以碳功能化使用库为特征的高级生态型碳减排和非碳元素减排，具有在全球减少5-100亿吨碳排放的规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性，达到碳减排负碳化和规模化、碳资源废物排放减量化和无害化、碳资源使用最大化和经济化的目标。

简述本发明碳减排的原理：当植物生长的时候，会吸收大气CO₂并转化为固态有机碳结构储存在植物体中；当动物生长的时候，会捕获有机碳食品并转化为固态有机碳结构储存在动物体中；当这些生物体死亡的时候，其有机碳结构即处于不稳定、易被生物氧化降解并释放GHGs的状态中，通过本发明的方法则可将这些有机碳结构稳定下来形成生态型碳储存库；当长期储存或非破坏性地使用这些稳定的有机碳结构的时候，没有或很少比例的GHGs会释放出来，使总碳循环量减少，即可实现以碳储存库为特征的初级生态型碳减排和非碳元素减排；当这些稳定的有机碳结构被储存式功能化使用于多种碳排放的源头的时候，又可控制和减少不同来源的GHGs的释放，实现以碳功能化使用库为特征的高级生态型碳减排和非碳元素减排，通过清洁生产或低碳经济促进碳减排。全系统过程对大气GHGs的净贡献量为“负”，起负碳效应。

本发明的第一种稳态功能碳SFC-I，在180-350℃缺氧热化学条件下生成。其制备过程包括在配备了气流系统的设备或生产传动装置中，加热被硅沙或铁沙所掩盖的植物性有机物质，原料中含有0-95％体积的稳定促进剂，加热温度180℃至350℃，优选200℃至320℃，加热0.5-24小时，优选1-5小时，受热空气在硅沙或铁沙的顶部流动，带走加热过程中产生的湿气和挥发性物质。稳定促进剂选自植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂、胶、表面活性剂、无机盐中的一种或多种，在缺氧热化学条件下可于原料的表面形成功能保护层，促进SFC-I的长期稳定。掩盖原料的硅沙或铁沙，一方面允许自原料散发的气体逸出并被热气流带走，一方面可避免含氧空气进入所掩盖的原料，为原料造成缺氧但热流通和生成气体可外排的环境。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

本发明的第二种稳态功能碳SFC-II，在利用太阳能的缺氧热化学条件下生成。其制备过程包括在配备了气流系统的设备或生产传动装置中，以凹镜或凹镜组聚集的太阳能加热被硅沙或铁沙所掩盖的植物性有机物质，时间2分钟至5小时，原料中含有0-95％体积的稳定促进剂，受热空气在硅沙或铁沙的顶部流动，带走加热过程中产生的湿气和挥发性物质。稳定促进剂选自植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂、胶、表面活性剂、无机盐中的一种或多种，在缺氧热化学条件下可于原料的表面形成功能保护层，促进SFC-II的长期稳定。掩盖原料的硅沙或铁沙，一方面允许自原料散发的气体逸出并被热气流带走，一方面可避免含氧空气进入所掩盖的原料，为原料造成缺氧但热流通和生成气体可外排的环境。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。该制备方法充分利用太阳能的热量，清洁生产节能，又降低了制备成本。不足之处是十分依赖于太阳光强度，受地域、时段、季节、气候等影响大。

本发明的第三种稳态功能碳SFC-III，在缺氧微波热化学条件下生成。其制备过程包括在配备了气流系统的设备或生产传动装置中，微波加热被硅沙所掩盖的植物性有机物质，原料中含有0-95％体积的稳定促进剂及0-0.5M的微波吸收介质，加热5分钟-5小时，优选10分钟-2小时，受热空气在硅沙的顶部流动，带走加热过程中产生的湿气和挥发性物质。稳定促进剂选自植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂、胶、表面活性剂、螯合剂、糖、无机盐、酸中的一种或多种，在缺氧微波热化学条件下可于原料的表面形成功能保护层，促进SFC-III的长期稳定。微波吸收介质选自介电常数较大的物质，如乙醇、酸、碱、盐类和海水等，可把微波能转化为热能，帮助共存的原料加速受热。掩盖原料的硅沙，一方面允许自原料散发的气体逸出并被热气流带走，一方面可避免含氧空气进入所掩盖的原料，为原料造成缺氧但热流通和生成气体可外排的环境。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

SFC-I、SFC-II或SFC-III在加入0-95％体积的稳定促进剂如植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂的制备过程中，由于缺氧热化学或缺氧微波热化学的处理，使生物碳源材料的结构发生部分化学键断裂，水分和大部分挥发性气体释放，导致材料表面和内部基团的疏水亲油性增强，化学结构趋于稳定，也导致材料对生物氧化分解的阻抗性增强，成为疏水亲油型的弱极性碳减排载体。

SFC-I、SFC-II或SFC-III在加入0.1-10％体积的稳定促进剂如亲水性的有机碳化合物羧甲基纤维素钠、表面活性剂、螯合剂、无机盐、酸的制备过程中，由于缺氧热化学处理或缺氧微波热化学处理，使生物碳源材料的结构发生部分化学键断裂，水分和大部分挥发性气体释放，导致材料表面的亲水性增强，化学结构趋于稳定，也导致材料对生物氧化分解的阻抗性增强，成为亲水型的强极性碳减排载体。

本发明的第四种稳态功能碳SFC-IV，其制备改良于本发明的发明者在中国专利(ZL01823477.1)、英国专利(GB1409130)、法国专利(FR1409130)、德国专利(GE1409130)、澳大利亚专利(AU2001275621)和俄罗斯专利(RU2277967)中，所描述的一种改变天然材料的疏水/亲水特性的氧化热化学过程。该已知发明，提供一种油类和碳氢化合物类吸附剂的制备及产品应用。该已知发明无碳减排的意图，以制备和应用一次性使用的疏水/亲水吸附剂为目标，对使用后的吸附剂采用焚烧和生物降解等方法进行破坏性降解。

经过较长期的应用实践，本发明的发明者意外地发现原本不稳定、易被生物氧化分解的生物材料经该氧化热化学过程处理后，如加以保护性的储存或保护性的功能使用，则具有难以被生物氧化分解、在自然条件下稳定载碳的特殊性质，有预料不到的技术效果。即在保护性的储存或功能使用条件下，该碳载体具有中长期“碳汇”功能，可起碳减排作用。本发明以保持碳载体的长期稳定性为目标，延长产品的使用周期，对产品进行保护性的储存或功能应用，避免使产品或应用后的产品受到破坏性降解。

本发明的第四种稳态功能碳SFC-IV，在110℃至350℃氧化热化学条件下生成。其制备过程包括在配备了气流系统的设备中或生产传动装置中，对植物性有机物质在氧化介质中经过110℃至350℃，优选150℃至260℃，5分钟至24小时，优选10分钟-2小时的氧化热化学处理，加热后的氧化介质气流在原料周围流动，为原料形成氧化环境，并带走加热过程中产生的湿气和挥发性物质。氧化介质包括空气、氧气、臭氧、过氧化氢中的一种或多种。

SFC-IV在制备过程中，由于氧化热化学处理，使生物碳源材料的结构发生部分化学氧化及部分化学键断裂，水分和部分挥发性气体的释放，导致材料的表面和内部含氧功能基团增加，导致材料的疏水亲油性增强，化学结构趋于稳定，也导致材料对生物氧化分解的阻抗性增强，成为疏水亲油型的弱极性碳减排载体。SFC-IV从原料到产品的碳保留率为90-99％，非碳元素保留率大于80％。

本发明的第五种稳态功能碳SFC-V，由植物性有机物质先经SFC-IV的氧化热化学过程，再经SFC-I的缺氧热化学过程而得。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

本发明的第六种稳态功能碳SFC-VI，由植物性有机物质先经SFC-IV的氧化热化学过程，再经SFC-II的缺氧热化学过程而得。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

本发明的第七种稳态功能碳SFC-VII，由植物性有机物质先经SFC-IV的氧化热化学过程，再经SFC-III的缺氧微波热化学过程而得。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

SFC-V、SFC-VI和SFC-VII在制备过程中，先后经历了富氧和缺氧两种热化学处理和效果叠加，使生物碳源材料的结构发生部分化学氧化及更多部分的化学键断裂，及水分和挥发性气体的充分释放，导致材料的表面和内部含氧功能基团增加，导致材料的微孔结构增加，更导致SFC-V、SFC-VI和SFC-VII的化学结构稳定性和对生物氧化分解的阻抗性，比SFC-I、SFC-II、SFC-III和SFC-IV有明显的增强，成为更稳定的碳减排载体。产品的强极性或弱极性的性质则取决于缺氧热化学处理中所加入的稳定促进剂的性质。

本发明的第八种稳态功能碳SFC-VIII，由动物性或植物性有机物质经两步脱水处理后获得并贮存于特定条件，即动物性或植物性有机物质经预脱水，再被贮存在沙漠或金字塔仓库中进一步脱水并保持脱水状态，形成具有不同脱水干化程度的稳定碳结构。脱水干化程度越高，则其碳结构的稳定性越好。预脱水可采用风干、晒干、烘干、盐干、微波、烤干和凹镜聚热中的一种或多种，预脱水至含水率10-20％。经预脱水处理后的原料，放入干燥环境的金字塔仓库中，或成为构筑金字塔仓库的建筑材料，或埋入炎热干燥的沙漠。金字塔仓库中所汇集的宇宙波、环境电磁波、地磁场及万有引力，构成金字塔能，将有效地抑制氧化，抑制微生物的繁殖和抑制微生物对碳材料的分解，并使碳材料进一步脱水至含水率8％以下及保持脱水状态，直至形成十分稳定的木乃伊式碳结构。金字塔仓库体积越大，方位、地点、材料、外形和内部结构设计越合理，则汇集的金字塔能越强大，脱水干化效果越佳。从原料到产品的碳保留率为75-99％。

本发明的植物源SFC-I、SFC-II、SFC-III、SFC-IV、SFC-V、SFC-VI、SFC-VII、SFC-VIII和动物源SFC-VIII，即SFCs，其制备原材料广泛来源于陆地和海洋可再生型碳库B的生物圈(见图1)。在碳库B中，农作物秸秆废弃资源和灌木园林废弃资源为最具经济可行性的植物性原材料的来源。目前全球的农作物秸秆资源，除少部分用于饲料、肥料和生物质能等开发利用外，很大一部分遗弃在农田中，经微生物分解成为CO₂和CH₄增加了温室效应，另有一部分被焚烧产生烟雾、CO₂、CO和N₂O等GHGs污染。在中国，农作物秸秆年产量约7.2亿吨，林区废枝年产量约10亿吨，仅此区域性供应量就可满足10亿吨SFCs的原料要求。动物性原材料，因常有较高的经济价值，在以碳减排为主要目的时，其来源受到一定的限制，可利用已被化学污染而不宜再进入生物圈的原料，如含有严重污染重金属或严重污染POPs的动物性原材料。

储存SFCs可实现初级生态型碳减排。本发明的植物源SFCs，无需深埋，在易于实现并易于保持的储存或应用条件下，碳结构保持相对的稳定，起碳减排作用。动物源和植物源SFC-VIII则需储存在沙漠中或金字塔仓库中起碳减排作用。虽然，SFCs的稳定时间越长将越有利于长久保持碳减排的作用，但从实用出发，SFCs的长期稳定固载碳能力只需具有相当于活树的能力，就可满足碳减排的要求。以树的平均存活期40-50年作参考，本发明以SFCs的碳稳定时间在40年以上为目标。SFCs的生态稳定性和生物可氧化降解性与SFCs储存条件或应用条件密切相关，受到水分、湿度、温度、含氧量、pH值和环境等因素的影响。一般来说，SFCs在较干燥封闭的环境中最稳定，例如处于含水率5-20％中较稳定，而长久处于潮湿、营养充足等十分适宜微生物生长的环境，或强酸、强碱的环境，或强氧化光照的环境，或食草类动物消化道的环境，或Agaricus类蘑菇培养基等环境条件下，则较不稳定。公知的使用农作物秸秆与黄土混合而制成的土坯砖房，在使用和保养得当的条件下，其使用寿命可达40-50年以上，就是易腐烂分解的天然含碳植物原材料在适宜的保存和应用条件下可长期保持生态稳定性和抗生物氧化降解性的一个参考。其它参考有，用于建筑的杉木料(含水率12％)的使用寿命40年，木框料(含水率19％)75年，以废旧报纸纤维为主要成分的保温材料超过50年，见Lippiatt，Building for Environmental and EconomicSustainability/Technical Manual and User Guide，2007。有理由预期，当SFCs具明显强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时，SFCs的使用寿命超过40年。沙漠中和金字塔中古埃及木乃伊历经几千年保存至今，则证明保持脱水干化是使动物性蛋白质和脂肪长期稳定的决定性因素。

储存SFCs也可实现初级生态型非碳元素减排。即在SFCs的碳结构上还携带着来自植物性或动物性有机物质中的氮、硫、磷、砷、重金属元素中的一种或多种，这些非碳元素在SFCs上处于结合并稳定的状态，故可减少生物有机物质中的非碳元素因自然生物降解而产生的GHGs污染和其它环境污染。

本发明的植物源SFCs，及动物源和植物源SFC-VIII，其生态稳定性和生物可氧化降解性虽尚未经长达40年的稳定性考验，一些事实初步证明SFCs具有一定的物理化学稳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，经缺氧热化学过程，或缺氧微波热化学过程，或氧化热化学过程的单独处理，预期稳定性达40年以上。而SFC-V、SFC-VI和SFC-VII，既经过氧化热化学过程的处理，又经过缺氧热化学过程或缺氧微波热化学过程的处理，预期稳定性达100年以上。例如，SFC-IV有轻微的木焦香味并在水中溶出有色物质，表明SFC-IV中尚含有少量不稳定的游离可溶可挥发物。对SFC-IV进一步缺氧加温处理后生成的SFC-V、SFC-VI和SFC-VII则无味且水溶液无色，表明SFC-V、SFC-VI和SFC-VII中已基本除去不稳定的游离可溶可挥发物，其化学结构稳定性和对生物氧化分解的阻抗性获明显增强。

SFCs的长期稳定性可以通过将SFCs封存、填埋或融合在保护材料中而大幅度提高。通过封存或填埋可在SFCs的外围形成保护结构，通过融合可使保护材料与SFCs形成均匀致密结构，均可提供SFCs以更加稳定的微环境，可减少氧接触，减少湿气，减少光照和减少微生物分解。最普通又可大规模提供的保护材料包括无机类材料和高分子有机类材料。无机类材料有亲水性质的粉煤灰、煤矸石、炉渣、黄土、岩棉、玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石灰、石膏、硼酸等。高分子有机类材料有疏水性质的塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青等，有亲水性质的羧甲基纤维素钠、壳聚糖和表面活性剂等。其中，具有不易腐烂、不易老化、强疏水性质的高分子有机类材料对于具疏水性质的SFCs的保护优于亲水性质的无机类材料。另外，参见Lippiatt，2007，用于建筑材料的PVC使用寿命为50年以上，石膏板75年，停车场铺筑沥青材料50年以上，纤维水泥瓦45年，PE木塑50年。可预期以废弃塑料为保护材料而封存融合的SFCs，长期稳定性50-100年；预期以沥青为保护材料而封存融合的SFCs，长期稳定性50-100年。

SFCs的长期稳定性可以通过碱性纤维素化处理，或磷酸钙/碳酸钙化处理，或碱性硅化处理而提高。即通过以上处理，在SFCs的外围形成保护层，提供SFCs更加稳定的环境，减少氧接触和减少微生物分解，且阻燃性能提高，提高储存的安全性。预期该保护后的SFCs的稳定性达100年。见例34-35。

SFCs的长期稳定性还可以通过高压压缩后包装储存或高压压缩后真空包装储存而大幅提高。高压压缩后包装储存或高压压缩后真空包装储存，不仅可使SFCs所占空间减少，降低运输成本和储存成本，而且可使SFCs中的多孔结构孔隙率大大减少，减少氧接触和减少微生物分解，提高阻燃和防水性能，另加上包装保护层的保护，提高SFCs储存稳定期限20％以上。预期该处理后的SFCs的稳定性达100年以上。

动物源和植物源SFC-VIII的长期稳定性，与其脱水干化的程度和储存条件相关。脱水干化程度越高，则碳结构的长期稳定性越好。预期含水率5％以下的动物源SFC-VIII的长期稳定性达100年以上。

本发明所采用的SFCs，其生态安全性通过下列实验可初步证明对人、生物无害，无生态安全隐患，见例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。散装状态的植物源SFCs可燃，储存或使用时需防火。

本发明的初级碳减排方法与公知的CO₂捕捉封存方法相比较，二者碳减排的生态机制不同，其过程、成本、能耗、安全性、效率、效果和商业价值也不同。CO₂捕捉封存方法从火电厂等CO₂集中排放源利用物理化学反应捕捉气态CO₂，捕捉的CO₂经液化或固化后输送到地下或深海中封存。该法直接减排大气碳库和GHGs库，对温室效应的影响直接而迅速，起零碳作用。每捕捉封存1吨CO₂，可储碳273kg。但CO₂捕捉、运输和封存的花费巨大，耗费大量的化学捕捉剂和能源，且耗氧巨大可引起自然界氧的失衡，捕捉到的CO₂或其无机盐的使用价值小，封存的CO₂又可能因泄漏和海洋酸化而面临生态安全的巨大威胁，全程技术条件要求高，不确定因素多。SFCs方法不直接处理不稳定的气态CO₂，而从自然界最丰富的植物或动物碳资源收获固态有机碳，对不稳定的有机碳作稳定化处理后实现碳减排。SFCs方法间接减排GHGs库，对温室效应的影响需要数月甚至一、二年才能完全体现，起负碳作用。使用SFCs方法每制备1吨植物源SFCs，储碳500kg，即固定了1.83吨CO₂。SFCs的制备成本和应用成本较低，稳定的SFCs无安全之忧，储存十分简单方便，耗氧少，全程技术条件要求低，无不确定因素。另外，SFCs具有很高的商业使用功能，可以在实现SFCs使用功能的过程中大大降低碳减排的成本费用。因此，SFCs方法比CO₂捕捉封存方法有生态、成本低、耗能耗氧低、效率高、方便安全、泄露少的优势，SFCs方法更适合于全球化的碳减排。

本发明的初级碳减排方法与植树造林相比较，二者碳减排的生态机制不同，其过程、成本、能耗、安全性、效率、效果和商业使用价值也不同。植树造林通过一类特定的植物活体，即多年生的活树，把大气CO₂以有机碳的形式长期固定而实现碳减排。其碳减排作用与树木存活部分的生长速度和存活期成正相关，一旦树木被砍伐死亡或遭火灾即发生有机碳的降解而丧失碳减排功能。植树造林依赖于大量土地资源的支撑，且受到全球变暖增加森林病灾和火灾的威胁，难以应对超大规模碳减排的需求。另外，植树造林每年生产了大量落叶和残枝，目前基本无利用，自然降解后释出GHGs，成为GHGs排放源头。SFCs方法则广泛利用了各种生物体，如当年生的农作物、砍伐死亡后的树木、植树造林生产的落叶和残枝、园林废弃物、动物尸体等，改造成为具有相当于树木生命期储碳能力和具有多种使用功能的稳态功能碳而实现碳减排。因此，SFCs方法所实现的碳减排，全面利用各种生物资源及其光合碳产物，补充了植树造林的局限性，更具规模可行性、经济可行性、资源可行性、生态可行性和技术可行性，同时节省大量土地。

本发明的SFCs与同是源于天然有机碳原料的生物炭和活性炭相比，在制备过程、稳定性和生态环境效益等方面各有特点。1)SFCs的含碳率约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在缺氧或氧化条件下低温(110-350℃)中短时间制备，生物炭在无氧条件下中温(350-600℃)发生焦化反应中长时间制备，活性炭在无氧条件下中高温(600-1000℃)发生炭化反应长时间制备。SFCs的制备能耗和制备成本远低于生物炭和活性炭。3)可采用同一原料制备，但从原料到产品的制备过程中，SFCs的碳保留率75-99％，生物炭约50％，活性炭在25％以下。例如以1吨干重天然有机碳材料(设含碳量500kg，含非碳量500kg)为原料，可制SFCs750-990kg，平均含碳量约435kg，即固定1595kg CO₂；可制生物炭约330kg，含碳量250kg，即固定917kg CO₂；可制活性炭150kg以下，含碳量125kg，即固定458kg CO₂。故SFCs的碳资源使用率和非碳资源使用率远高于生物炭和活性炭。4)SFCs除具显著的碳减排优势外，也有显著的非碳元素(如氮、硫、磷、重金属)减排效应，而生物炭和活性炭在制备中有大量的碳元素和非碳元素被气化释出污染环境。5)生物炭和活性炭在制备过程中有大量的碳元素和非碳元素损失，却使生物炭和活性炭中残留的碳元素更加稳定，故SFCs中碳的长期稳定性可能不如生物炭和活性炭。6)SFCs的疏水亲油强度明显大于生物炭和活性炭。7)SFCs的吸附容量明显大于生物炭和活性炭，SFCs在环保领域的应用更广泛。因此，虽然SFCs的长期稳定性可能不如生物炭和活性炭，但综合优势使SFCs比生物炭和活性炭更适合于全球化、商业化的碳减排及生态功能性使用。

功能化使用SFCs，可实现高级生态型碳减排和非碳元素减排。本发明的植物源SFCs，在保持稳定安全的碳结构实现初级生态型碳减排和非碳元素减排的基础上，还具有多种功能化使用功能。对植物源SFCs加以储存式功能化使用，可从多种碳排放源头控制和减少碳排放，从而实现高级生态型碳减排和非碳元素减排。在功能化使用过程中，SFCs保持其稳定安全的碳结构，同时又控制和减少其它来源的碳排放。在功能化使用后，如将SFCs加工成为生物燃料，可起零碳作用；如储存或埋藏SFCs，则仍起负碳作用。本发明的动物源SFC，除了具有稳定安全的碳结构而实现初级生态型碳减排外，使用其具有的载体功能和吸收功能，也可参与节能减排和控制污染物的排放而实现高级生态型碳减排和非碳元素减排。

SFCs的功能化使用之一，作为CO₂、CO、CH₄、N₂O、SO₂、甲醛、氨水等气体的捕捉材料及储存载体，或捕捉材料及生物代谢载体，直接控制大气GHGs的排放。见例12-13，例21，例27，例39。

SFCs载体，可基于物理吸附和化学吸附的原理，应用在GHGs捕捉和储存领域。使用前和使用中的SFCs，虽可能处于碱性或酸性及化学处理的条件下，但时间有限，对其结构的稳定性仅有一定的影响。使用后的SFCs，pH降至中性范围，且被所吸附的无机盐包围，较为稳定。可填埋，可用于建筑材料和肥料、可用于盐碱地改造。预计SFCs的寿命为40-50年。

SFCs应用在GHGs捕捉和储存领域，固定CO₂的效能计算如下：设每吨SFCs可饱和捕捉和储存1吨CO₂，则每储存并应用100吨SFCs，初级碳减排固定183吨CO₂，另捕捉和储存100吨CO₂，共固定283吨CO₂。

SFCs载体，也可基于物理吸附、化学吸附和生物代谢的原理，应用在GHGs捕捉和代谢领域。即通过在SFCs中生活的好氧生物群体将SFCs所捕捉的GHGs进一步合成为有机碳或代谢为有较弱温室效应的气体。如在煤矿、牛舍、垃圾填埋场等释放CH₄气体的场所，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将其氧化代谢为CO₂和水。

以高密度原料如松针制备的SFCs，或经高压压缩的SFCs，捕捉和储存小分子化学物的能力可进一步增强，故在GHGs捕捉和储存领域更有应用前途，如利用在较低压条件下的CO₂、天然气或氢气储存系统中。

SFCs载体，也可基于物理吸附、化学吸附和生物酶催化的原理，应用在GHGs捕捉领域。即通过在SFCs中保持良好催化活性的生物酶将SFCs捕捉的GHGs催化转变为无温室效应的物质。如碳酸酐酶，具有将气相的CO₂催化转变为液相的碳酸氢根的催化功能。可利用植物叶中或藻类中丰富的碳酸酐酶，将植物叶或藻类制成细胞裂解液作为可大量提供又经济生态的碳酸酐酶供体，与SFCs载体在一起构成生物酶法减排CO₂路线。该路线在SFCs载体和碳酸酐酶中将气相的CO₂转变为液相的碳酸氢根，再将液相的碳酸氢根转变为固相的碳酸钙或碳酸镁，从而减排CO₂。预计SFCs寿命为5-20年。

SFCs的功能化使用之二，形成复合材料，作为生态型建筑保温隔热吸音材料和墙体材料，及替代塑料、木材、钢材、水泥、沥青、合成纤维的新材料，应用在生态建筑节能领域。在生态建筑建设时可节约材料资源、节能降耗和储碳，在生态建筑使用时可进一步节能降耗。见例14-16。

该应用相当于把碳储存库设立在建筑中并使用。SFCs与天然含碳有机物在建筑应用中最大的区别，是SFCs具有疏水又防腐的特殊功能。作为保温隔热吸音材料和墙体材料的SFCs复合物，既利用了天然含碳有机物原料的多孔疏松轻质功能及保温隔热吸音功能，又克服了天然含碳有机物在建筑应用中的易燃性和由于高度亲水性而导致的易受潮性及易腐性。SFCs的复合材料以废物资源化和大量利用废弃物为特征，既可替代不可再生的传统材料，又有满意的综合性能和性价比。复合材料中可大量利用无机组分如粉煤灰作为SFCs复合物中的有效组分和填充物，连接有机物多孔结构和无机矿物质，形成网络组织结构，并起阻燃作用。复合材料中可大量使用废弃的疏水性有机材料如塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油，利用疏水性有机材料与SFCs的高度相容性，连接SFCs、有机物和无机矿物质，形成网络组织结构。

经常规植物纤维膨化技术的再处理后，SFCs的多孔结构中的孔隙率得到提高，其多孔疏松轻质功能及保温隔热吸音功能进一步增强，故在生态型建筑的应用更有前途。

根据民间使用农作物秸秆与黄土混合制成的土坯砖盖房子的经验，有理由相信SFCs在水泥或胶水为粘接剂的复合材料中寿命为40年以上，在塑料或橡胶等疏水性有机材料的复合材料中寿命为50-100年。

SFCs应用在生态建筑节能领域，其固定CO₂和节能的效率计算如下：设每1000平方米建筑面积需要厚度为12厘米的3000平方米的保温隔热吸音材料和墙体材料，每立方米材料中平均含250公斤SFCs，则每1000平方米建筑面积需90吨SFCs，含碳量45吨，可固定165吨CO₂。以中国为例，按目前400亿平方米建筑总量的能耗占中国总能耗的27.5％计算，假设在中国建设130亿平方米的节能建筑或节能改造可节能50％，则该节能建设需11.7亿吨SFCs，含碳量5.85亿吨，可固定21.45亿吨CO₂，另外该节能建筑可降低中国总能耗的4.5％。假设本SFCs技术在全球的生态建筑节能领域获得实施，预期可储存50-100亿吨CO₂，另外降低全球总能耗3-5％。

SFCs的功能化使用之三，利用SFCs与常用材料的相容性和功能性，生产替代塑料、纸浆、合成纤维的软性材料，或替代塑料、木材、钢材、水泥的硬性材料，应用在生态材料领域。在生态材料制备时可节约资源、节能、储碳和减少污染，在储存式使用时进一步节能和减少污染。见例15-16。

纤维状、颗粒状、粉状、聚合状或膨化的SFCs，具有绿色环保安全性质及疏松、保温隔热、减震、防霉防潮等性质，用于填充材料、包装材料、家具材料、日用材料、尿布、一次性餐具材料等软性材料。

纤维状、颗粒状、粉状、聚合状、压缩或膨化的SFCs，经添加粘合剂，制成各种复合颗粒、板材和块材，用于吸附材料、建筑材料、包装材料、家具材料。

纤维状、颗粒状、粉状、压缩或膨化的疏水性SFCs，与有机碳材料如疏水性的塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油中的一种或多种加热混合固化在一起，无需添加助剂，即可形成一大类具有较高强度、硬度、韧度、可制成各种形状和尺寸、加工性能好、不吸水、耐酸碱、抗腐蚀、抗紫外线、抗虫蛀、抗老化、防霉变、重量轻、不变形、不腐烂、不含甲醛、易回收、成本低、疏水性的有机聚合材料。该有机聚合材料的性能，可以通过改变SFCs与有机碳材料的比例而灵活调节。该有机聚合材料可生产替代塑料、木材、钢材、水泥、沥青、合成纤维的很多制品，用于园林、建筑、围栏桩柱、家装、家具、包装等领域。该有机聚合材料有以下功能和资源优势：1.该有机聚合材料中的SFCs，在有机碳材料的保护下，其储碳的稳定性大大提高，有利于碳减排的长期性；2.该有机聚合材料中的有机碳材料，如塑料和橡胶，可以大量利用废弃塑料和橡胶资源，有利于解决“白色污染”和“黑色污染”；3.该有机聚合材料的制备过程，由于疏水性SFCs与疏水性有机碳材料具有良好的相容性，因此无需添加助剂，即可形成均匀分散、紧密结合的混合物，制备步骤简化，制备成本降低，有利于其资源产业化利用。

SFCs应用在生态材料领域，在使用过程中以避免长期处于潮湿状态为宜。有理由预计，SFCs在疏松类软性材料中寿命为40-50年，SFCs在人造板材和块材中寿命为50年以上，SFCs在含塑料或橡胶等疏水性有机材料的复合材料中寿命为50-100年。

SFCs应用在生态材料领域，固定CO₂的效能计算如下：1.作为软性材料或复合板材而直接使用的SFCs，每应用100吨SFCs相当于固定了183吨CO₂；2.作为与有机碳材料共聚的SFCs，设在共聚物中SFCs占50％重量，则每生产100万吨共聚物，利用废弃植物、锯末、秸秆等55万吨，即固定了91万吨CO₂，以及回收利用了50万吨废旧塑料或橡胶等有机碳材料，可节省木材170万立方米，或节省水泥、钢材各400万吨，或节省塑料、铝材各50万吨。

SFCs的功能化使用之四，作为土壤的储碳载体、改良材料、净化材料、抗病虫害材料、载体缓释材料和生态肥料载体等，应用在生态农业和生态草业。增加土壤稳定性有机碳的含量、减少GHGs排放、应对化学污染、保护生物多样性和少施化肥农药。见例8，例17，例21，例22，例26和例27。

使用SFCs对化学污染物如农药、杀虫剂、POPs、重金属等的高效吸附能力，将SFCs均匀混入化学污染或亚污染的农田中，可使化学污染物被吸附固定在SFCs中，阻控化学污染物在土壤-农作物之间的传递，达到农田中的化学污染不被或少被农作物吸收的目的。其中，具疏水亲脂性质的SFCs，对于土壤中难降解、具很强疏水亲脂性质的POPs有较强的亲和力和吸附力，故SFCs在减少POPs等高亲脂有机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复后的被污染植物，则可生产SFCs而安全地储存起来。

使用SFCs的疏松多孔和对微生物、生物的亲和能力，将SFCs混入农田或草原中，可改善土壤的储碳、通气、储水和储肥状态，为土壤有益微生物和有益生物提供生态生长的宿主环境，促进土壤有益微生物和有益生物的发展，保护生物多样性，有利于土壤自然生态系统生产力的恢复和地力的恢复，可少施化肥和少施农药，减少一氧化二氮等GHGs的排放。使用SFCs对化肥和农药的吸附能力和载体能力，将SFCs混入农田中，可使所施化肥或农药被吸附固定在吸附材料中，起到缓释的效果，可少施化肥和农药。

塑料地膜搭成金字塔型温室棚，可减少病虫害发生，少施化肥和少施农药。疏水性SFCs，可与农业生产使用后的大量废弃塑料地膜混合固化在一起，形成新型有机聚合材料，有利于克服农业地膜污染。

SFCs应用在生态农业领域，由于长期处于潮湿状态并埋藏在土壤中，对其长期稳定性可能有负面影响。预计SFCs在土壤中寿命为20-50年。

SFCs应用在生态农业领域，固定CO₂的效能计算如下：设每公顷(15亩)耕地施用10-20吨SFCs，则每1000平方米耕地中施用1-2吨SFCs，含碳量为0.5-1吨，固定1.83-3.67吨CO₂。以中国为例，假设在中国18亿亩耕地中的50％施用SFCs，则共需SFCs 6-12亿吨，含碳量为3-6亿吨，固定11-22亿吨CO₂。假设本SFCs技术在全球的生态农业领域获得实施，预期可储存50-100亿吨CO₂。

SFCs的功能化使用之五，作为饲料添加剂及动物体内污染吸附材料，应用在生态养殖领域。通过SFCs介导的生态排毒应对养殖污染，保障食品安全，排出的污染物变成CH₄新能源和有机肥再用于生态农业。见例9-11。

利用SFCs具有的物理化学吸附、微生物载体、药物载体缓释、不易被非食草类动物消化等性质，将SFCs与其它饲料一道混合饲喂非食草类的家畜家禽水产，SFCs在动物体内可吸附很多毒素以及随饲料和饮水呼吸而摄入的很多化学污染物如油污、农药、有毒有机物、重金属等，携带污染物的SFCs因不易被消化吸收而最后被排出动物体外。其中，具有疏水亲脂性质的SFCs，对于在动物体内易积累并具有很强疏水亲脂性质的二恶英等POPs以及黄曲霉素等高毒性污染物有着较强的亲和力和吸附力，故SFCs在减少POPs、黄曲霉素等高亲脂有机污染物的危害性方面可起特殊作用。此方法可以使随饲料、水、呼吸进入动物体内的化学污染物不被或少被动物吸收，并且还能帮助动物把以前吸收积累的化学污染物排出，从而保障食品安全，保障健康质量，生产出较少污染的高质高产低成本的肉、乳、蛋产品。

SFCs应用在生态养殖领域，虽处于动物消化道的酸性和酶的环境中，但作用时间短暂，对其结构的稳定性仅有轻微的影响。使用后的SFCs，随粪便排出体内。SFCs与粪便的混合物，可集中进行厌氧发酵生产生态清洁能源CH₄，也可经蚯蚓消化成为生物有机肥用于生态农业。预计SFCs的寿命为5-20年。每应用100吨SFCs可固定183吨CO₂。

SFCs的功能化使用之六，使用其物理吸附、化学吸附和生物吸附的功能，作为污染物的吸载材料和微生物及其它生物的吸载材料，应用在生态环保和生态清洁能源生产领域。通过SFCs捕集污染物，净化和减少GHGs污染，又通过SFCs中的微生物及其它生物将捕集的污染物分解成新能源和有机肥用于生态循环。见例17-27，例35，例38。

SFCs集物理吸附、化学吸附、多孔结构、表面积、亲和效应、过滤、分子筛、膜、载体等多种物理功能和化学功能，可替代公知的吸附材料活性炭，作为颗粒污染物和化学污染物的物理载体和化学载体。

其中，SFCs可与硼酸、还原糖混合制备复合物。借助于还原糖上的顺式相邻羟基与硼酸基的可逆键合，硼酸与还原糖在SFCs的多孔表面上可形成分子筛层。该复合物集多种物理功能和化学功能，可用于化学物质的储存和去除流体中的化学污染物及重金属离子等。

SFCs的生态吸附有益微生物和有益生物的功能，则十分有利于有益微生物和有益生物适应性和多样性的建立，可较好地克服公知的微生物无机载体或有机塑料载体的缺点，提高载体对污染物的吸附能力和滞留能力，也提高由SFCs介导的气液固三相界面中的氧气浓度。SFCs生态吸附的特点是，仅需少量能耗供气，而无需使用大量能耗的曝气系统，就可满足载体对有益微生物和有益生物的氧气供给能力、营养供给能力和亲和宜居能力，为生物净化法中的有益微生物和有益生物提供生态环境的支撑。

SFCs微生物净化器集物理法、化学法和生物学法的综合效应，通过SFCs物理吸附和化学吸附流体中的污染物，或使液相污染物被吸附并富集于SFCs中，或使气相中的污染物转移至液相被吸附并富集于SFCs中，再通过SFCs中生态吸附的微生物的吸附分解代谢作用分解所富集的污染物，从而提高了净化效率。

其中，SFCs微生物净化器对具有严重影响气候效应和健康环境问题的大气悬浮颗粒型污染，如细颗粒物气溶胶，有较好的捕集和净化的功效。因此，SFCs可降低气溶胶污染及减少其对气候变化的影响。

其中，采用SFCs介导的二步净化路线，可对污水和废气同时进行净化治理，如对餐饮业产生的餐饮污水和餐饮油烟废气进行一体化治理。第一步是使用SFCs介导的餐饮污水对高温的餐饮油烟废气进行降温和净化，即将餐饮油烟废气中的气相污染物转变为餐饮污水中的液相污染物，得到二次污染的餐饮污水，净化后的空气排出。第二步是使用SFCs介导的油污过滤吸附和微生物分解，对所得二次污染的餐饮污水净化，净化后的水排出或循环使用。油污过滤吸附过程中得到的SFCs油污复合物可用于制备生物柴油等。

在工业污染、农业污染和生活污染的治理应用后，SFCs中吸附并储存了大量污染物，使用厌氧微生物对其进行后处理和使用，可生产以CH₄为主要成分的沼气。在垃圾填埋场中，因垃圾厌氧降解也产生以CH₄为主要成分的垃圾填埋气。沼气和垃圾填埋气发电作为燃料应用的潜力巨大，但常含有较高浓度的氨气和硫化氢等有害气体，限制了应用。使用SFCs化学吸附净化器可对收集的沼气和垃圾填埋气进行净化，除去氨气和硫化氢等有害气体。因此，SFCs可在受控生产清洁能源CH₄的过程中发挥积极作用。

SFCs应用在生态环保和生态清洁能源生产领域，由于长期处于化学处理、微生物分解、蚯蚓分解、生物酶分解、潮湿、富氧或缺氧环境中，对其结构的稳定性有一定的影响。预计SFCs的寿命为5-20年。

SFCs应用在生态环保和生态清洁能源生产领域，固定减排CO₂的效能计算如下：设SFCs可循环使用，每吨SFCs共可循环吸附100吨含碳污染物并由微生物分解为CH₄，每吨含碳污染物生产0.3吨CH₄，则每应用100吨SFCs，可固定183吨CO₂，另净化治理10000吨含碳污染物，共可生产3000吨CH₄的清洁能源。

SFCs的功能化使用之七，使用其物理吸附过滤和生物吸附的功能，参与净化富营养化水体、固定大气CO₂和减少GHGs排放，及制备生态新能源新资源。见例21。

生活污水和工农业污水进入自然，造成了富营养化水体。可使用局部循环开放水域或生物反应器中的富营养化水体高密度地培养生长迅速的光合自养生物，如藻类，如水葫芦，如光合细菌，由SFCs气体-液体交换系统输入空气或含有CO₂的工业废气，为水体和光合自养生物高效提供溶解氧和提供溶解CO₂。光合自养生物将大量地吸取富营养化水体中的碳、磷、氮等元素，减少富营养化水体因自然分解所释放的GHGs，还大量地吸取大气CO₂或工业排放CO₂。在此过程中，既使富营养化水体得到净化，又降低了大气CO₂浓度，减少GHGs排放，所收获的产物即光合自养生物也是SFCs、生物燃料、饲料和有机肥的原材料。所收获的光合自养生物也可作为碳酸酐酶的供体，用于SFCs生物酶法降低大气CO₂浓度。经光合自养生物初步净化后的水源，可通过SFCs微生物法再获得深度净化。

净化水体的光合自养生物，如藻类，其培养要素有光照、温度、营养、pH、气体交换等。其中，净化水体的公知技术难题是为光合自养生物和微生物提供充足的溶解氧和溶解CO₂，并且及时将发育成熟的光合自养生物体和种子与已净化的水体高效分离，这样既可提高光照效率，又避免新生生物体或死亡生物体腐烂及释出毒素再次污染水体。SFCs在该碳减排系统中，可通过1)SFCs气体-液体交换系统(见图4的水净化部)，为水体和光合自养生物高效提供溶解氧和提供溶解CO₂；2)上行式SFCs过滤系统(见图9)，迅速分离光合自养生物体和初步净化后的水体；3)SFCs微生物系统，深度净化经光合自养生物初步净化后的水体。

SFCs的功能化使用之八，作为解毒药品、药物缓释剂、保健食品、室内外空气净化、电磁场防护等，应用在医学保健公共安全领域。见例27-30，例32-33。

利用SFCs具有的安全惰性、物理化学吸附、药物载体缓释、不易被人体消化吸收等性质，服用SFCs可在人体内吸附很多毒素以及随食品、水和呼吸而摄入的很多化学污染物如油污、农药、有毒有机物、重金属等，携带污染物的SFCs最后因不易被消化吸收而被排出体外。可在人体内吸附并排出脂肪，帮助减肥。其中，具有疏水亲脂性质的SFCs，对于在人体内易积累并具有很强疏水亲脂性质的高毒性污染物有着较强的亲和力和吸附力，解毒效果好。而在醉酒后服用SFCs，可有效减少血液循环所吸收的酒精量。

使用SFCs具有的物理化学吸附和适于植物、微生物、真菌、原生动物、微型后生动物、蚯蚓生长的疏松生物载体等性质，设计SFCs生态型净化器(图6)，构成立体生态系统，用于空气净化和污水净化。即将污染的水或空气引入由SFCs复合基质、植物根系、微生物、蚯蚓、真菌、原生动物、微型后生动物、植物地上部等组成的立体生态净化系统，通过SFCs的物理吸附和化学吸附，吸附并富集污染物、水分和养分于SFCs中，在光照透气好氧的条件下，进一步通过SFCs复合基质中生长的植物根系、微生物、蚯蚓、真菌、原生动物、微型后生动物、植物地上部的联合吸收分解代谢作用分解所富集的污染物，实现物理、化学和生物修复，产生净化空气和净化水。本发明创造了十分透气好氧湿润的生态环境，利于植物、微生物、真菌、原生动物、微型后生动物和蚯蚓的生长，利于植物根系的发育，并大大提高了使气态污染物转变为液态污染物的效率，利于植物根系对气态污染物的吸收利用，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、原生动物、微型后生动物和蚯蚓等生物活性物质对气、液、固态各种污染物的立体净化功能，以及植物上部如叶子对气态污染物的净化功能。其净化能力与SFCs、植物种类、根系、根系密度、光照、时间、pH及污染物种类浓度等有关。其中，以具有耐受污染和分解污染物特点，且根系发达的直根系和须根系植物混合种养为较好的选择。众多绿色植物如芦荟、常青藤、龙舌兰、吊兰、菊花、仙人掌、文竹等蔓类、蕨类、仙人球科类观赏植物皆可利用。SFCs复合基质中，可包括起主要吸附功能的疏水亲油型SFCs、起调节pH和储水功能的碱性亲水型SFCs、沙、其它疏松介质和少量营养土，按需要以一定比例配制。该SFCs生态型净化器用于室内空气净化，可同时具有除VOCs、除CO₂、除CO、除香烟油烟味、除异味、除臭氧、除尘螨、除花粉、除气溶胶、除重金属、除微生物、制氧、制负离子、节能降温、保湿、绿化观赏等多种健康节能功效，减少病态建筑物综合症，减少空调耗能。特别地，由于大大降低了室内CO₂的浓度，可有效地抑制常在高浓度CO₂繁殖的军团菌，有利于控制高威胁性军团菌的污染。该SFCs生态型净化器用于城市大气净化，则可同时具有除汽车尾气、除VOCs、除CO₂、除CO、除尘、除雾霾、除气溶胶、除重金属、制氧、制负离子、节能降温、保湿、绿化观赏等多种公共卫生环境功效。在净化器的进风处加设紫外灯等杀菌设备可杀灭进风源的致病性微生物。该生态型净化器还可同时用于空气净化和水净化(图7)，即利用净化器下端的SFCs、植物根系和微生物于厌氧或好氧条件下净化污水，利用净化器的中上端的SFCs、植物根系、微生物、真菌、原生动物、微型后生动物和蚯蚓于好氧条件下净化空气。在该SFCs生态型净化器的顶部搭金字塔型温室，则可显著提高生物的活性和分解污染物的能力。

以SFCs为中介的厌氧/氧化水处理系统可高效地杀灭水源中的致病微生物，如细菌繁殖体、芽孢、病毒、真菌等。该系统包括SFCs厌氧和SFCs氧化的前后两个步骤。SFCs厌氧步骤可在缺氧环境中吸附、过滤、抑制和杀灭水源中的好氧性致病微生物，如军团菌。SFCs氧化步骤则可在含有臭氧的强氧化环境中吸附、过滤、杀灭水源中的好氧性和厌氧性致病微生物，如沙门氏菌。

SFCs可与零价铁粉混合制备复合物。该复合物具有静电防护能力、电磁场屏蔽能力、放射性防护能力、化学吸附能力和催化分解能力，室内使用可防护电磁场危害、放射性危害和净化气态化学污染等。

SFCs可与壳聚糖混合制备复合物。壳聚糖是节肢动物和昆虫等来源的甲壳素脱除乙酰基后的产物，由于其分子结构链上具有游离的氨基，成为带正电荷的阳离子动物纤维素。来源于植物纤维素的SFCs与来源于动物纤维素的壳聚糖，具有较好的物理相容性，且功能互补。初步实验表明，SFCs与壳聚糖混合制备的复合物，可有效去除流体中污染的微生物、胶体微粒、有机物及重金属离子等；可能用于人体和动物体的脂肪、脂溶性毒素和重金属的排出；可能用于放射性防护。

其中，以SFC-V，VI和VII为载体的医用和健康功能最佳。SFC-V，VI和VII分别经两种热化学过程的先后处理，其长效疏水亲油性、化学稳定性、对生物氧化分解的阻抗性、安全性、异味除去率、口感和吸附功能，皆比仅经一种热化学过程处理的SFC-I、II、III和IV有明显增强。

SFCs的功能化使用之九，使用其物理吸附过滤和生物吸附载体的功能，参与净化固体垃圾，减少自然厌氧发酵而产生的CH₄污染和臭气污染，生产生态有机肥和提供生物蛋白质。见例37-38。

使用1：在工业污染、农业污染和生活污染的治理应用后，SFCs中吸附并储存了大量污染物。可引入蚯蚓和真菌、原生动物、微型后生动物，对SFCs堆积物进行后处理和利用。SFCs既为生物体提供了疏松透气的生态环境，又为生物体提供了作为食源的大量污染物，是帮助蚯蚓和真菌、原生动物、微型后生动物将污染物转化为生态有机肥的有力介质。

使用2：将发酵后的生活垃圾或粪便或污水处理厂污泥或可生物降解型工业固体垃圾废物，与SFCs混合形成疏松体，放入SFCs生态型净化器(图6)，引入蚯蚓、好氧微生物和植物。真菌、原生动物和微型后生动物则可在此环境中自然生长。通过SFCs介导的疏松透气富氧湿润的条件，既为蚯蚓和好氧微生物提供了适宜的生态环境，又提供了作为食源的大量污染物，从而使生活垃圾在蚯蚓消化道内各种微生物和各种酶的协同作用下迅速降解转化为生态有机肥，并生产蚯蚓体作为医药原料或精饲料蛋白质。该SFCs介导过程为生活垃圾的生物降解提供了充足的氧气和通透条件，可极大地减少垃圾因自然厌氧发酵而产生的CH₄污染和臭气污染，还可及时排出有机质在降解过程中产生的CO₂、CH₄、氨、硫化氢等对蚯蚓生存不利的少量有害气体。

使用3：将发酵后的碳水化合物类废弃物或生活垃圾，与SFCs和少量腐植土混合形成疏松体，放入SFCs生态型净化器(图6)，引入酵母。其它好氧微生物、真菌、原生动物和微型后生动物则在此环境中自然生长。通过SFCs介导的疏松透气富氧湿润的条件，既为酵母和其它生物提供了适宜的好氧生态环境又提供了作为食源的大量污染物，从而使废弃物在酵母和其它生物的协同作用下迅速降解转化为生态有机肥，并生产酵母蛋白质。该SFCs介导过程为废弃物的生物降解提供了充足的氧气和通透条件，可极大地减少废弃物因自然厌氧发酵而产生的CH₄污染和臭气污染，还可及时排出有机质在降解过程中产生的CO₂、CH₄、氨、硫化氢等对酵母生存不利的少量有害气体。

使用4：将粉碎后的生活垃圾，与SFCs和少量腐植土混合形成疏松体，放入SFCs生态型净化器，引入好氧微生物、酵母、水解酶、蚯蚓、真菌、原生动物和微型后生动物，以该垃圾液的循环为净化器提供长期湿润的条件。可迅速分解城市生活垃圾和垃圾液，并减少CH₄污染和臭气污染。

SFCs的功能化使用之十，在使用SFCs的物理吸附过滤和生物吸附载体的功能清除污染物的同时，使用自然气流动能替代电能驱动污染气体通过SFCs，在减排的同时又实现节能，见例40。

即根据SFCs疏松透气，气体在SFCs中的通过无需强大动力驱动的特点，可利用有一定高度的烟囱所形成的温差压差的空气对流来驱动污染的气体通过由SFCs构成的空气或水净化介质，无需耗费电能，就可使污染的气体获得净化。在近地层，每上升1米，大气压便降低约10帕(Pa)。50-500帕的动力已可满足一般SFCs净化设施的通风要求。有一定高度的烟囱可依势建设在建筑物上或山体上，在烟囱的底部引入经太阳能加热后的污染气体或引入与室外温度有温差的工业废气，烟囱的底部和顶部形成了压差和温差，共同驱动污染气体在烟囱中自下向上运动，最后通过安装在烟囱顶部的SFCs净化介质的净化后排出。

SFCs的功能化使用之十一，在实现对碳污染流体的碳减排的同时，实现高级生态型非碳元素减排，如对氮污染流体的氮减排，并可同时治理污染空气和污染水体，如清除富营养化生活污水中的氮，如清除垃圾污水处理产生的氨氮气体，如清除汽车尾气中的氮氧化物，见例41。

SFCs介导的氮减排可采取生物脱氮的流程，包括两步。第一步是生物硝化，即在碱性环境中及有氧SFCs介导和硝化菌参与下，将污染空气中和污染水体中的氨氮和氮氧化物，氧化为水溶性的亚硝酸盐和硝酸盐，同时还发生有机碳源的有氧分解。第二步是生物反硝化，即在厌氧条件下利用SFCs上所附着的反硝化菌将硝酸盐还原为分子氮而逸出。生物反硝化时需要碳源的支持，可充分利用硝化后污水中的有机碳提供碳源，如硝化后污水中碳源不足，则要外加碳源，或补充未经生物硝化的污水。后置的反硝化出水可回流到硝化池。当污水中碳源充足时，也可将反硝化前置，硝化后置，后置的硝化出水回流到反硝化池。

SFCs介导的氮减排还可采取生物脱氮配合化学脱氮流程，包括三步。第一步是生物硝化，即在碱性环境中及有氧SFCs介导和硝化菌参与下，将污染空气中和污染水体中的氨氮和氮氧化物，氧化为水溶性的亚硝酸盐和硝酸盐，同时还发生有机碳源的有氧分解。第二步是生物反硝化，即在厌氧条件下利用SFCs上所附着的反硝化菌将硝酸盐还原为分子氮而逸出。生物反硝化时需要碳源的支持，应充分利用硝化后污水中的有机碳提供碳源，如硝化后污水中碳源严重不足，则要外加少量碳源，或补充少量未经硝化的污水。后置的生物反硝化出水可回流到前置的生物硝化池。第三步是化学催化反硝化，即在缺氧、缺碳源和酸性条件下，利用SFCs和氧化还原催化剂零价铁粉的混合物，将生物反硝化后出水中残余的硝酸盐还原为分子氮和氨氮而逸出，逸出的气体可回流到前置的生物硝化池再循环净化。此途经所增加的化学催化反硝化步骤，提高了氮减排总效率，且无需碳源支持，避免二次污染和降低处理费用，出水质量好。

SFCs介导的氮减排还可采取另一种生物脱氮配合化学脱氮流程，包括三步。第一步是生物反硝化，即在厌氧条件下利用SFCs上所附着的反硝化菌将引入的污水中的硝酸盐还原为分子氮而逸出，同时使污水中有机碳源净化。第二步是化学催化反硝化，即在缺氧、缺碳源和酸性条件下，利用SFCs和零价铁粉的混合物，将生物反硝化后出水中残余的硝酸盐还原为分子氮和氨氮而逸出。第三步是化学催化硝化，即在有氧和中性条件下，利用SFCs和氧化还原催化剂二氧化锰的混合物，将引入的污染空气中的氨氮和氮氧化物以及化学催化反硝化中逸出的氨氮，氧化为水溶性的亚硝酸盐和硝酸盐，出水回流到前置的生物反硝化池。该催化过程中，不溶于水的二氧化锰还原为二价锰，二价锰再被氧气氧化为二氧化锰。第三步也可是生物硝化，即在碱性环境中及有氧SFCs介导和硝化菌参与下，将引入的污染空气中的氨氮和氮氧化物以及化学催化反硝化中逸出的氨氮，氧化为水溶性的亚硝酸盐和硝酸盐，出水回流到前置的生物反硝化池。

SFCs的功能化使用之十二，使用SFC-VIII的载体功能，在常温和易实现的条件下用金字塔仓储食品、种子和受到污染的动物性原料，节能减排，减少污染物的排放，减少电磁波污染，见例42。

动物或植物蛋白质经SFC-VIII的脱水干化过程，在常温、低能耗的金字塔仓库中可长期储备。可作为食品和种子的战略储备库和供给源，以应对食品短缺及灾难性气候变化事件。如用于大豆和花生的储备。

受到污染并携带污染物的动植物原料，如被动污染、中毒死亡和用于环境污染治理后的动植物，含有难以生物降解的有毒有机碳污染物如POPs、农药，或含有有毒无机污染物如重金属，不能利用为食品饲料，也不宜任其自然降解而释放出污染物，则可制备成SFC-VIII长期储存起来，从而减少污染物的排放。

储备SFCs的金字塔，或植物源SFCs构筑的金字塔，皆可吸收和净化环境中的电磁波污染。

附图说明

图1.碳减排系统化方法原理图。说明：可引发温室效应5的GHGs库D主要来自于大气碳库A。碳库A经过光合作用、溶解作用等固碳过程1生成陆地和海洋可再生型碳库B，碳库B中的生物圈含大量碳资源。碳库B经呼吸作用、燃烧作用及微生物分解等过程2复生成碳库A，形成碳循环，发生零碳效应。碳库B经十分缓慢的地质过程10生成不可再生型地下碳库C。碳库C被人类开采使用，可经分解过程3而增添碳库A，以及经分解过程4而增添碳库B继而增添碳库A，导致增添GHGs库D并增添温室效应5，发生正碳效应。碳库B中部分不稳定、易生物氧化分解的植物碳资源经缺氧热化学或缺氧微波热化学或氧化热化学人造旁路6，以及部分不稳定、易生物氧化分解的植物或动物碳资源经脱水干化人造旁路6，生成相对稳定、不易被生物氧化分解的碳储存库E，以SFCs为代表，可减少碳循环中的总碳循环量及总碳循环速度，导致减少GHGs库D并减少温室效应5，发生负碳效应，实现初级碳减排和初级非碳元素减排。碳储存库E经功能化使用过程7成为碳功能化使用库F。碳功能化使用库F经多途径11作用于碳库A和碳库B，可减少碳循环中的总碳循环量及总碳循环速度，导致减少GHGs库D并减少温室效应5，发生负碳效应，实现高级碳减排或高级非碳元素减排。碳储存库E和使用后的碳功能化使用库F可经储存过程9形成碳载体储存库G，可长时期保持负碳效应，实现初级碳减排和初级非碳元素减排。相对稳定的碳储存库E、碳功能化使用库F和碳载体储存库G可经缓慢分解过程8生成少量碳库A和少量碳库B。

图2.SFC-I或SFC-III的制备设备简图。对流加热设备2的加热元件6(或微波发生元件6)和风扇4。加热设备中配备敞开式样品反应器14支承样品8，样品8的上方被硅沙或铁沙12掩盖。加热设备有进气口10使空气进入，排出气体经冷凝器18和空气净化器20从出气口22排出。

图3.SFC-IV的制备设备简图。对流加热滚筒2在中轴4支撑下转动。滚筒的外下面和外侧面配备加热元件6，对滚筒中放置的样品8加热。热氧化介质经管道10输入并散布在滚筒中与样品8反应。加热和氧化样品8产生的粉尘、湿气和可挥发性物经滚筒开口12进入集风罩14，再经除尘器16，冷凝器18和空气净化器20从出气口22排出。

图4.SFCs在好氧性水气联合净化设备中的使用。水气联合净化设备2由水净化部1、空气净化部3及风机8组成。水净化部1的侧隔板10、侧隔板12和下隔板14，以及空气净化部3的侧隔板16、侧隔板18和下隔板20，为带孔隔板。下隔板14和下隔板20上分别装填SFCs22，在SFCs22中培养好氧微生物24，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长。污水32自水净化部1的上部加入，流经SFCs22和好氧微生物24，净化后的水经下隔板14排出。风机8使外部新鲜空气经侧隔板10进入水净化部1的SFCs22并为好氧微生物24提供氧气，新鲜空气和污水净化发生的臭气经侧隔板12，风机8和侧隔板16进入空气净化部3的SFCs22和好氧微生物24，净化后的空气经侧隔板18排出。保持空气净化部3中SFCs22及好氧微生物24湿润和营养的淋洗液33自空气净化部3上部加入，于下隔板20排出。

图5.SFCs在厌氧性污水净化设备中的使用。污水净化设备2由数目不等，呈梯形下降的连续隔舱1、3、5、7等组成。每一隔舱中设带孔隔板14，支承SFCs22和厌氧微生物25。污水经进水口32加入，下行至带孔隔板14后上行进入隔舱1中的SFCs22和厌氧微生物25，被吸附和分解，然后水流依靠梯形压差相继进入隔舱3、5、7，被继续吸附和分解，最后自出水口34排出。每一隔舱的储气空间40封闭，形成缺氧环境，管道38将分解产物甲烷收集利用。

图6.SFCs在生态型空气或固体垃圾净化设备中的使用。空气或固体垃圾净化设备2的带孔隔板14上装填SFCs22(或SFCs与固体垃圾的混合物22)。引入植物26、好氧微生物或酵母24、蚯蚓28在SFCs22中生长生活，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长，给予植物以光照42。污染空气和氧气经电驱动的风机8或风压驱动的烟囱8，及化学吸附粗滤网46从净化设备下端3经紫外灯44杀菌后，进入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、好氧微生物或酵母24、蚯蚓28、植物地上部26构成的立体空间，净化后自净化设备上端1向上排出。保持SFCs22湿润和营养的淋洗液自净化设备上部1向下浇灌并于出水口34排出。SFCs与固体垃圾的混合物22，则经好氧微生物或酵母24、蚯蚓28等生物的代谢分解，生成生态有机肥，可定期更换。

图7.SFCs在生态式空气及水净化设备中的使用。空气及水净化设备2中装填SFCs22，进出气口36及38和进出水口32及34分别有带孔隔板10。引入植物26、好氧微生物24、厌氧微生物25、蚯蚓28在SFCs22中生长生活，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长，给予植物以光照42，净化设备上部以透明材料封闭48。污气和氧气经风机8从净化设备一侧上端36进入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、好氧微生物24、蚯蚓28构成的立体空间，净化后自净化设备另一侧上端38排出。污水从净化设备一侧下端32进入由SFCs22、植物根系和根系活性分泌物27、厌氧微生物25构成的立体净化空间，净化后自净化设备另一侧下端34排出。保持上端SFCs22湿润和营养的淋洗液自净化设备上部向下浇灌并收集于侧下端34。

图8.SFCs在悬浮颗粒型污染空气净化设备中的使用。空气净化设备2的带孔隔板14上装填SFCs22。引入好氧微生物24在SFCs22中生长生活，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长。含悬浮颗粒污染空气从进风口36被吸入净化设备下端，经下层SFCs22粗过滤，再进入由SFCs22和好氧微生物24构成的立体净化空间，净化后自净化设备上端的风机8排出。粗过滤吸附的固体污染物被活动清污刮50定时清理。淋洗液33自净化设备上端向下施放，提供SFCs22的湿润降温、好氧微生物24的营养并带走污染物，于出水口34收集和排出。

图9.SFCs在上行式悬浮颗粒型污水过滤设备中的使用。污水过滤设备由呈梯形下降的连续隔舱1、3组成。每一隔舱中设带孔隔板14，支承SFCs22。污水经进水口32加入，下行至带孔隔板14后上行，悬浮颗粒被SFCs22阻挡过滤并积累在带孔隔板14的下端，污水继续上行进入隔舱1中的SFCs22，污水中的土著微生物24被SFCs22留存并繁殖，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长，污水中的悬浮颗粒和化学物质被SFCs22、微生物24及水生植物26所吸附和分解，然后水流依靠梯形压差进入隔舱3，被继续阻挡过滤、吸附和分解，最后自出水口34排出。带孔隔板14的下端设有活动清污刮50，可定期清理积累在带孔隔板14下端的悬浮颗粒，收集的悬浮颗粒经活动闸门35定期取出。

图10.SFCs在含油类碳氢化合物污水过滤净化设备中的使用。含油类碳氢化合物污水过滤净化设备由过滤吸附部分1和吸附分解部分3组成。污水自进水口32流入呈之字形下行的过滤吸附部分1，其斜槽54中装填SFCs22，防止SFCs22漂浮的压板52，污水中的疏水性油污被疏水性SFCs22过滤并吸附。饱和吸附后更换SFCs22。经过滤吸附部分1处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的带孔隔板10、带孔隔板12和带孔隔板14内装填SFCs22，并培养好氧微生物24，真菌、原生动物和微型后生动物则自然生长。污水流经SFCs22和好氧微生物24，残余污染物被吸附分解，净化后的水经带孔隔板14自出水口34排出。外部新鲜空气经带孔隔板10进入吸附分解部分3的SFCs22并为好氧微生物24提供氧气，经带孔隔板12和风机8排出。

图11.SFCs在生物酶法减排二氧化碳设备中的使用。空气净化设备2的带孔隔板14上装填与含碳酸酐酶的生物液30混合的SFCs22。含二氧化碳的空气从进风口36吸入，进入由SFCs22和含碳酸酐酶的生物液30构成的立体净化空间，气相的二氧化碳在碳酸酐酶的催化作用下转变为液相的碳酸氢根，除去气相二氧化碳后的空气经净化设备上端的风机8自出风口38排出。含有碳酸酐酶的生物液30的淋洗液33，pH6-9，自净化设备上端向下施放，补充SFCs22中的新鲜碳酸酐酶活性，并移去液相中的碳酸氢根产物。液相中的碳酸氢根经集水口31流入液相产物收集池56，再经管道33转移到沉淀池58。沉淀池58中，碳酸氢根与加入的Ca²⁺或Mg²⁺或Fe²⁺或Mn²⁺生成固体碳酸盐沉淀，固体碳酸盐沉淀经活动闸门35定期取出，上清液于出水口34排出或再利用为淋洗液。

具体实施方式

例1.热化学条件下制备植物源SFCs和脱水干化条件下制备SFC-VIII，及植物源SFCs的高压压缩处理

制备的植物性有机物质选自植物叶、杆、茎、壳、皮、根、花、种子、豆类、草、髓、木材、树皮、灌木、竹、甘蔗、甜高粱、甜菜、米、面粉、小麦、玉米、裸麦、大麦、燕麦、粟、麻、亚麻、苎麻、花生、油棕榈、烟叶、茶叶、棉花、布、纸、纸箱、纸浆、城市有机废物、庭园废弃物、蘑菇培养基、海草类、海绵、藻类、真菌类、泥炭、被化学污染的以上物质、发酵后的以上物质中的一种或多种。

制备的动物性有机物质选自原生动物、腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类中的一种或多种，选自所述动物的完整个体、器官、组织、细胞中的一种或多种。

(1)SFC-I的制备a：取植物性有机物质，如木屑、草、树叶、布、纸、纸箱、发酵有机废物、或切碎秸秆等，与0-95％体积的稳定促进剂混合，含水分40-60％，平铺在烤盘中，覆以2-3cm厚的硅沙或铁沙，放入温度180℃鼓风烤箱，沙温到达180℃后继续加热24小时。停止加热，降温，分离硅沙或铁沙，得SFC-I。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

(2)SFC-I的制备b：取植物性有机物质，如麻、亚麻、苎麻、竹屑、切碎庭园废弃物、蘑菇培养基、泥炭、藻类等，与0-95％体积的稳定促进剂混合，含水分5-10％，平铺在烤盘中，覆以2-4cm厚的硅沙或铁沙，放入鼓风烤箱，逐渐升温至350℃，继续加热30分钟。停止加热，降温，分离硅沙或铁沙，得SFC-I。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

(3)SFC-II的制备：取植物性有机物质，如烟叶、茶叶、棉花、布、纸、纸箱、纸浆、城市有机废物、庭园废弃物、蘑菇培养基、海草类、海绵、藻类、真菌类、泥炭、木屑、竹屑、草、树叶、竹叶、发酵有机废物、或切碎秸秆等，与0-95％体积的稳定促进剂混合，含水分10-60％，平铺在有筛网隔层的烤盘上，覆以2-3cm厚的硅沙或铁沙。烤盘上方接集气罩，烤盘底部是凹镜或凹镜组的聚焦点。以直径1.4米的凹镜或凹镜组聚集太阳能对烤盘加热，时间2分钟至5小时。凹镜或凹镜组的的角度可随时调整，使高效接收太阳能。烤盘可水平往复移动，使烤盘底部受热均匀。停止加热，降温，分离硅沙或铁沙，得SFC-II。处理过程有少量碳元素气化放出，经集气罩接出的水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

(4)SFC-III的制备a：取植物性有机物质，如新鲜的松枝、松针、草、树叶、树皮、植物须根、海草、海藻、蓝绿藻、海带、香蕉皮、桃皮、苹果核、南瓜切片、南瓜子壳、玉米叶、玉米芯切片、发酵面团、酒酿、泡菜、发酵有机废物等，含水分30-60％，与0-95％体积的稳定促进剂及0-0.5M的微波吸收介质如海水混合，平铺在微波烤盘中，覆以1-2cm厚的固体粒状热传导介质如硅沙，置于家用微波炉(2450MHz，输出功率650W)中，微波断续加热，时间5min-5h。至无烟产生后停止加热，降温，分离硅沙，得SFC-III。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

(5)SFC-III的制备b：取植物性有机物质，如豆粉、面粉、米粉、玉米粉、葵瓜子壳、甘蔗渣、豆渣、废报纸、真菌、泥炭、重金属污染的植物等，含水分10-40％，与0-95％体积的稳定促进剂及0-0.5M的微波吸收介质如海水混合，平铺在微波烤盘中，覆以1-2cm厚的固体粒状热传导介质如硅沙，置于家用微波炉(2450MHz，输出功率650W)中，微波加热5min-1h。至无烟产生后停止加热，降温，分离硅沙，得SFC-III。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为85-95％，非碳元素保留率大于75％。

其中，(1)-(5)的硅沙或铁沙，其粒度、掩盖厚度和密实度三个因素可灵活选择，以其配合能形成合适的阻力为原则。该合适的阻力，既可有效地避免含氧空气进入所掩盖的原料，又可允许原料所散发的气体迅速逸出硅沙或铁沙并被热气流带走，从而为原料造成缺氧但热流通和气体可外排的内环境。

其中，(1)-(5)的稳定促进剂，选自植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂、胶、表面活性剂、螯合剂、糖、无机盐、酸中的一种或多种，如玉米粉、糯米粉、黄豆粉、魔芋粉、石蜡、凡士林、沥青、塑料粉、鸡蛋、牛奶、脂肪、菜油、明胶、羧甲基纤维素钠、洗衣粉、葡萄糖、蔗糖、EDTA二钠、硫酸铜、三氯化铁、硫酸亚铁、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、磷酸等，在缺氧热化学或缺氧微波热化学条件下于原料的表面形成功能保护层，促进SFC-I、II和III的长期稳定。加入稳定促进剂的不同，可产生不同的弱极性或强极性制备物。其中，以pH中性的植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂类为含碳稳定促进剂，其产物为疏水亲油型的弱极性碳减排载体；以pH碱性的羧甲基纤维素钠、洗衣粉、碳酸钙等为稳定促进剂，其产物为碱性亲水型的强极性碳减排载体；以pH酸性的EDTA二钠、硫酸铜、硫酸亚铁等为稳定促进剂，其产物为酸性亲水型的强极性碳减排载体；以三氯化铁为稳定促进剂，其产物为带正电荷的碳减排载体。

其中，(4)-(5)的微波吸收介质是可以把微波转化为热能的物质，其电导率和介电常数较大，如乙醇、酸、碱、盐类和海水等，吸收微波后，自身温度升高，并使共存的其他物质一起加速受热。

(6)SFC-IV的制备：取植物性有机物质，如木屑、草、树叶、甘蔗渣、高粱杆、花生壳、烟叶、茶叶、棉花、切碎秸秆、发酵有机废物或被化学污染的植物体等，加入1-20g/L柠檬酸液浸润20分钟，挤出溶液，置于110℃-350℃滚筒式热处理炉中，优选150℃-260℃，通入含400-500mg/hr臭氧的空气，加热至干燥并冒微烟，喷入1-20g/L柠檬酸液少许复至干燥冒微烟，喷入少量水后再至干燥并呈微褐色后，倒出热处理炉，冷却得SFC-IV。全热处理过程约30-90分钟。处理过程有少量粉尘和少量碳元素气化放出，粉尘收集后复为原料，气化碳元素经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为90-99％，非碳元素保留率大于80％。

(7)SFC-V的制备：取植物性有机物质，如木屑、草、树叶、花生壳或切碎秸秆等，首先按(6)所述的氧化热化学过程处理得到SFC-IV，然后将SFC-IV按(1)-(2)所述的缺氧热化学过程继续处理，得到SFC-V。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

(8)SFC-VI的制备：取植物性有机物质，如木屑、灌木渣、草、树叶、或切碎秸秆等，首先按(6)所述的氧化热化学过程处理得到SFC-IV，然后将SFC-IV按(3)所述的太阳能缺氧热化学过程继续处理，得到SFC-VI。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

(9)SFC-VII的制备：取植物性有机物质，如木屑、草、树叶、或切碎秸秆等，首先按(6)所述的氧化热化学过程处理得到SFC-IV，然后将SFC-IV按(4)-(5)所述的缺氧微波热化学过程继续处理，得到SFC-VII。处理过程有少量碳元素气化放出，经水管冷凝收集后成为液体新能源新资源，其余气体经碱处理SFCs的空气净化器净化后排出。从原料到产品的碳保留率为75-90％，非碳元素保留率大于50％。

(10)疏水亲油型植物源SFCs的基本特性比较

                   SFC-I，II和III         SFC-IV             SFC-V，VI和VII

外观颜色气味       黑炭，几乎无味         棕色，微焦香       黑炭，无味

咀嚼口感           无味，韧               微香，软韧         无味，棉软

水中可溶出物       少，无色               较多，带色         很少，无色

pH                 6.5-7.2                6.0-7.0            6.5-7.5

疏水亲油性         中强                   很强               很强

化学结构稳定性     强                     强                 很强

生物氧化阻抗性     中强                   强                 很强

物理吸附能力       强                     强                 很强

(11)植物源SFCs的高压压缩：取SFC-I，II，III，IV，V，VI或VII，以液压打包机打包封存，液压压强100-1500吨/m²，减少SFCs所占空间30-70％。可降低运输成本和储存成本，提高SFCs的储存稳定期限20％以上，提高阻燃和防水性能。液压后，也可真空包装封存，提高SFCs的储存稳定期限20％以上。

(12)SFC-VIII的制备a：取动物性有机物质，如蚂蚁、昆虫、蚯蚓、蛋、鸟、鼠、鱼虾、蛙、蜗牛等，采用风干、晒干、烘干、微波、烤干或凹镜聚热预脱水，至含水率10-20％，放入干燥环境下的金字塔仓库中继续脱水储存，至含水率8％以下。金字塔仓库为正四角锥体，竹钉连接，无金属构件，底边长80cm，塔高54cm，每侧倾斜51度。其上半部建材为木板或SFCs复合板，外表面漆成深色，下半部建材为透明塑料膜，有温室效应。置于楼顶，面向正南北东西方向。塔底与地面有1-2cm空隙，地面无水蓄积，空隙有筛网遮，防昆虫进入。塔顶有气孔，气孔上部有防雨遮，利于空气交换流动。从原料到产品的碳保留率因预脱水方式的不同而不同，风干、晒干和烘干为95-99％，凹镜聚热、微波和烤干为75％以上。

(13)SFC-VIII的制备b：取植物性有机物质，如大豆、花生，在夏季采用风干、晒干、烘干、微波、烤干和凹镜聚热的一种或多种进行预脱水，使含水率降至20％或以下，放入干燥环境下的金字塔仓库中脱水储存。金字塔仓库设计如(12)。从原料到产品的碳保留率为75-99％，非碳元素保留率大于75％。

(14)SFC-VIII的制备c：取动物性有机物质，如鱼肉、猪肉，切成条状或片状，在夏季采用风干、晒干、烘干、微波、烤干和凹镜聚热的一种或多种进行预脱水，使含水率至20％以下，埋入碳酸钠粉或石灰粉中(盐干)2-15天继续脱水干化，最后放入干燥环境下的金字塔仓库中继续脱水并储存，含水率8％以下。金字塔仓库设计如(12)。从原料到产品的碳保留率为75-99％，非碳元素保留率大于75％。

例2.植物源SFCs在室内自然条件下存放

50吨木源SFCs、草源SFCs、树叶源SFCs和秸秆源SFCs，在室内无通风自然条件下装袋堆放保存，现已6年。无碎解或其它降解的迹象，无霉变、无生虫迹象，无发酵发热迹象，无有毒气体或异味释放。部分近窗堆放、阳光可晒到的SFCs无异样。在其环境长期工作的人员身体无任何不适。

植物源SFCs经液压塑膜打包封存，体积减少约50％，室内避光保存1年，无任何异样。

植物源SFCs经液压后，真空打包封存，体积减少约40％，室内避光保存1年，无任何异样。

例3.植物源SFCs在露天网袋无遮条件下存放

木源SFCs，放入网袋在无遮条件下露天存放，日晒雨淋，现已4年。网袋全部碎解，SFCs堆放体积无收缩，保持原形，潮湿发霉有微臭味。对照组中未经处理的天然木屑的堆放体积约有50-60％的收缩，明显腐烂变臭。

例4.植物源SFCs在露天污水池中存放

木源SFCs，在露天无流动的污水池中浸水存放，已2年。水体发黑发臭，SFCs保持原形，变黑变臭但无明显腐烂。同一污水池中对照组未经处理的天然木屑则明显腐烂成为碎渣。

例5.植物源SFCs在阴暗潮湿土地下及在密封桶中存放

(1)木源SFCs和秸秆源SFCs，在阴暗潮湿土地下15cm处埋藏，覆土15cm厚，18个月后挖出保持原形。对照组未经处理的秸秆明显腐烂成为碎渣。

(2)秸秆源SFCs 20L，拌入500ml酸牛奶及2L水，混合均匀，装入密封桶，桶埋入稻草堆保温。二年后取出，SFCs仍保持潮湿，保持原形，无腐烂变质发霉，无臭味。

例6.植物源SFCs浸泡水养鱼

取木源SFCs和秸秆源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气补氧，养鱼一个月，鱼的生长状态良好，健康活泼。

例7.植物源SFCs土上种植草、花、树

在园林地上挖坑，填埋20cm厚SFCs，覆土10cm厚，种植草、花、树等，各植物生长良好，似对照。

例8.植物源SFCs应用在菜地

(1)在普通土质的菜地种绿叶蔬菜。在发芽、出苗、成长到收获的全过程中，仅以秸秆源SFCs浸泡水浇灌。蔬菜生长全过程状态良好，无病虫害发生，鸟喜食，蔬菜口感好。

(2)在普通土质的菜地种绿叶蔬菜。以秸秆源SFCs浸泡水浇灌，以SFCs厌氧微生物处理污水所获有机肥上肥。蔬菜在发芽、出苗、成长到收获的全过程中状态良好，无病虫害发生，鸟喜食，蔬菜口感好。

(3)在以秸秆源SFCs为土壤添加剂的菜地种绿叶蔬菜。将一菜地分为6组，分别覆盖20cm厚的按0，2，4，8，12，50％体积比混合的SFCs及表层土，播种。4-8％组蔬菜的出芽率、生长状态优于其它组，无病虫害发生，鸟喜食，蔬菜口感好。2年后在土中仍见秸秆残渣。

(4)在以秸秆源SFCs为土壤添加剂的菜地种绿叶蔬菜，覆盖金字塔型温室。以秸秆源SFCs浸泡水浇灌，以SFCs厌氧微生物处理污水所获有机肥上肥。蔬菜生长状态十分好，无病虫害发生，蔬菜口感好。

例9.植物源SFCs作为饲料添加剂喂鸡

两组一个月大的鸡，每组三只，隔离饲养，饮用同一水源，对照组喂普通饲料，实验组喂按1：3体积比混合的秸秆源SFCs和普通饲料。实验组的存活率、食欲、生长速度、毛色亮度、健康活泼程度皆明显高于对照组。实验组鸡粪的颜色明显深于对照组，实验组鸡粪散发的臭气明显弱于对照组，实验组鸡粪中含明显可见的SFCs残渣。实验组饮水量明显低于对照组，节约用水。实验组鸡冠的红润度和长度明显高于对照组。三个月后，解剖鸡，实验组增重量明显高于对照组，两组鸡的内脏器官皆健康正常。实验组鸡肉的口感和瘦肉率略优于对照组。实验组的鸡粪经厌氧微生物处理，变成CH₄新能源和有机肥，有机肥施于菜地，生产有机菜。实验组的鸡粪也经蚯蚓消化处理，变成有机肥，有机肥施于菜地，生产有机菜。

例10.植物源SFCs作为饲料添加剂喂鱼

两组鲫鱼，在受到轻微柴油污染的水池中隔离饲养，通入空气补氧，对照组喂普通饲料，实验组喂按1:3体积比混合的秸秆源SFCs和普通饲料。一个月后，实验组的存活率、生长速度、健康活泼度皆明显高于对照组。实验组鱼粪的颜色明显深于对照组，实验组鱼粪中含明显可见的SFCs残渣。实验组鱼肉的柴油味明显低于对照组。实验组的鱼粪经厌氧微生物处理，变成CH₄新能源和有机肥。

例11.植物源SFCs作为饲料添加剂喂猪

按1:3体积比混合的秸秆源SFCs和普通饲料喂一个月大的猪，猪喜食，生长状态良好。

例12.植物源SFCs作为CO₂、CO、N₂O、SO₂、H₂S、CH₄、甲醛、氨水和二甲苯等的捕捉材料和抑杀菌材料

(1)5L木源SFCs，与50g羧甲基纤维素钠(CMC)液，5％苯扎溴胺200ml，100-200g硅酸钠(Na₂SiO₃)或氢氧化钠或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙或碳酸钠或碳酸氢钠液，混合均匀，装入吸附式空气净化器。保持吸附剂潮湿，对通入的CO₂、CO、N₂O、H₂S和SO₂等酸性污染气体净化，气体净化能力可保持到pH下降到中性为止。化学反应后生成的碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐或亚硫酸盐等，储存在SFCs的多孔结构中。使用后的SFCs，pH降至中酸性，可填埋，也可被用做本发明所述的建筑材料和肥料、土壤改良剂等，或用于盐碱地改造。

(2)5L木源SFCs，与50g羧甲基纤维素钠(CMC)，5％苯扎溴胺200ml，100-200g氨或有机胺类，混合均匀，装入吸附式空气净化器。保持吸附剂潮湿，可对通入的甲醛、氨水、二甲苯、CO₂、CO、N₂O、H₂S和SO₂等污染气体进行高效的净化。

(3)5L木源SFCs，与250g EDTA-Na₂，pH9-11溶液混合均匀，装入吸附式空气净化器。保持吸附剂潮湿，可对通入的甲醛、氨水、二甲苯、CO₂、CO、N₂O、H₂S和SO₂等污染气体进行高效的净化。

(4)5L木源SFC-IV，装入吸附式空气净化器，不断以0.1M氢氧化钠淋洗。可对通入的CO₂、CO、N₂O、H₂S和SO₂等酸性污染气体净化，净化能力可保持到氢氧化钠淋洗液的pH下降到中性为止。

(5)5L木源碱化纤维素化SFC-IV，装入吸附式空气净化器。可对通入的甲醛、氨水、二甲苯、CO₂、CO、N₂O、H₂S和SO₂等污染气体进行高效的净化。

(6)5L微孔致密型木源SFCs粉，与250g EDTA-Na₂，pH5及500g氧化锌的溶液混合均匀，装入吸附式空气净化器，可净化低浓度CH₄气体。

(7)干燥或湿润的植物源SFCs，在液压压强500-3000吨/m²的作用下，产生40-80％的体积压缩，其多孔结构中的微孔比例可得到很大的提高，获得微孔致密型植物源SFCs。处理时的压强越大，得到的微孔比例越高。处理湿润的SFCs所得到的微孔比例高于处理干燥的SFCs。以高密度原料如松针、表面有釉质保护层的植物叶等制备SFCs，也可获得微孔致密型植物源SFCs。应用该微孔致密型植物源SFCs，可使捕捉和储存小分子化学物的能力进一步增强。具多孔轻质、物理化学情性的微孔致密型植物源SFCs，辅以SFCs上特定的化学基团改性或金属吸载改性，适宜作为小分子气体如CO₂、天然气或氢气在较低压力条件下的捕捉剂和储存载体，储存的CH₄气体或氢气较稳定，需要时可释放。经(1)、(3)、(5)或(6)的化学处理后，微孔致密型植物源SFCs，对污染气体的净化能力比未经压缩的植物源SFCs又有显著的提高。

(8)60L木源SFC-IV与0.01-0.2％高锰酸钾，1-10g/L碳酸氢钠溶液混合，装入吸附式空气净化器(图8)，用以上溶液阶段淋洗，避光。可杀菌和净化甲醛、乙烯、VOCs、N₂O、H₂S和SO₂等污染气体。

(9)30L木源SFC-IV和30L秸秆源SFC-IV，加入自垃圾填埋场沼气密集排放处采取的土著微生物样品(含甲烷分解菌)，混合装入生态式空气净化设备器(图6)，并密集混合栽种根系发达的直根系和须根系植物，长期在引入沼气的条件下驯化。净化甲烷的效率达20-40％。如果能引入高效甲烷分解菌菌种，预期净化甲烷的效率可大大提高。

(10)60L木源SFC-IV与0.2-0.8mg/L CuCl₂，0.02-0.08mg/L AgCl₂溶液混合均匀，装入吸附式空气净化器(图8)，用以上溶液循环淋洗，通入中央空调空气。可高效杀灭其中的军团菌和一些致病微生物。

例13.植物源SFCs介导的生物酶法减排二氧化碳

利用在被子植物叶绿体和蕨类藻类中含有丰富的可溶性蛋白质-碳酸酐酶同功酶(EC 4.2.1.1)的特点，特别是在菠菜叶、豌豆叶和藻类中含有高催化活性的碳酸酐酶同功酶，将植物叶或藻类制成细胞裂解液，无需分离提纯，即作为可大量提供又经济生态的碳酸酐酶供体，与SFCs载体混合。经SFCs和碳酸酐酶的物理吸附、化学吸附和生物酶催化，可将通入的气相的CO₂催化转变为液相的碳酸氢根，再转变为固相的碳酸盐沉淀，完成对CO₂的捕捉和储存利用。

方法：收获在阳光充足和锌元素充足的菜地上种植的菠菜，去根和茎，留叶。新鲜菠菜叶经冻融2-4个循环破坏细胞壁，使碳酸酐酶释放。破壁过程中加入碳酸酐酶的还原保护剂10mMcysteine及10mM磷酸缓冲液(pH7.5)。60μm尼龙筛网过滤，得到含稳定碳酸酐酶活性的菠菜叶细胞裂解液。SFCs与菠菜叶细胞裂解液混合后装填入图11所示设备，使CO₂气体通过，用菠菜叶细胞裂解液与稀释石灰水配成pH 7-9的淋洗液淋洗，用生石灰水或海水与淋洗下来的碳酸氢根离子生成固体碳酸盐沉淀，清除CO₂的效果显著。在2.25m³的试验舱中，充满因生物燃料燃烧而释放的高浓度CO₂，点燃的蜡烛也因无氧而熄灭，该设备在10分钟内可使CO₂的浓度下降60％以上，在20分钟内可使CO₂的浓度下降80％以上。

碳酸酐酶供体也可来自于蓝绿藻、蕨类、豌豆叶、欧芹叶、四季豆叶、向日葵叶、莴苣叶、大麦叶等。细胞裂解过程可选用超声波振荡法或加沙碾磨法。植物碳酸酐酶同功酶在氧化环境和某些阴离子如NO₃ ^-、Cl^-、SO₄ ^2-的环境下易失活，可在细胞裂解液中加入含SH基的还原保护剂如10mM cysteine或100mM2-mercaptoethanol或1mM DTT，以及对CO₂污染气体进行碱性SFCs吸附的预处理除去气体中的干扰阴离子，以保持植物碳酸酐酶的活性。通过调节淋洗液中细胞裂解液的浓度也可随时补充碳酸酐酶活性。加入Ca²⁺或Mg²⁺或Fe²⁺或Mn²⁺，皆可与碳酸氢根离子生成固体碳酸盐沉淀。

例14.水泥粘合的植物源SFCs复合物

纤维状、颗粒状、粉状的SFCs可作为主要有机成分，与无机类填充物如粉煤灰、煤矸石、炉渣、石粉、矿砂、岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸盐等混合，经粘接剂如硅酸盐水泥或石膏复合挤压固化成轻质建材。

木源SFCs和秸秆源SFCs，混合粉煤灰，经普通水泥、膨润土或石膏粘合，机械搅拌、挤压成型，固化干燥，形成SFCs复合物。复合物的配方灵活，例如SFCs、水泥或石膏、粉煤灰的混合体积比为3:3:10。

向SFCs复合物的表面滴水，可见水滴聚成团，缓慢被吸收，而普通建材在同样情况下被迅速浸润。将SFCs复合物置于水中浸泡数周，无散架现象，除尺寸有约1％增大外，机械强度几乎不变。SFCs复合物中含有大量的多孔结构并充满空气，这种紧密而错综复杂的疏水多孔结构能有效地阻止空气热对流和控制潮气随空气流动进出建筑物，成为“会呼吸”的生态型空气隔绝层。SFCs复合物具有良好的阻燃性能，在高温火焰下一小时不燃仅少量成灰，无有毒气体产生，此安全特性优于常规的有机合成类保温隔热吸音材料。SFCs复合物具有良好的机械性能，可钉、可锯、耐压、耐拉、不易翘曲变形，不易裂纹裂缝。SFCs复合物在使用和拆除过程中少产生粉尘和纤维，此安全特性优于常规的无机类保温隔热吸音材料。SFCs复合物轻，重量约是实心粘土砖的1/2—1/5。SFCs复合物在长期潮湿状态下易长霉，除尽量保持干燥状态外，可用硼砂、硼酸等防霉剂处理，可有效地防止霉菌在SFCs纤维中的生长。依据复合材料的配方及SFCs所占比例的不同，SFCs复合物的R值范围约为R-1.5至R-2.5每英寸。SFCs复合物含有大量多孔结构，而且开放和互相联通的气孔的比例比较大，故具有良好的吸声功效，尤其表现在中高频的吸声功效。吸声功效比压实棉花略差，比纯有机保温材料强。2年后击碎该SFCs复合物可见SFCs保持原形和一定的强度。

例15.胶水粘合的植物源SFCs复合物

SFCs中加入适量胶水，可压制成各种复合板材和块材。配方中可加入一定比例的有机碳材料如塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油中的一种或多种，或加入一定比例的无机类填充物如粉煤灰、煤矸石、炉渣、岩棉、玻璃棉、石粉、矿砂中的一种或多种。R值范围约为R-1.8至R-3.0每英寸。吸声功效比压实棉花略差，比纯有机保温材料强。2年后击碎复合板材可见SFCs保持原形和一定的强度。

例16.有机疏水性碳材料粘合的植物源SFCs复合物

SFCs可作为主要成分，与疏水性质的高分子有机类材料如塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油及无机类填充物如粉煤灰、煤矸石、炉渣、石粉、矿砂等工业固体废弃物混合，制备轻质建材。

(1)热融化后的热塑性塑料如聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)与木源SFCs或秸秆源SFCs按10:1至1:5的体积比混合均匀，挤压成型，冷却后得到有机聚合材料。其中，可以橡胶粉或热固性塑料粉代替1-99％SFCs，或以无机类填充物如粉煤灰、煤矸石、炉渣、岩棉、玻璃棉、石粉、矿砂中的一种或多种代替1-50％ SFCs。具较高强度、硬度和韧度。R值范围约为R-2.0至R-3.0每英寸。吸声功效比压实棉花略差，比有机保温材料强。将SFCs复合物置于水中浸泡数周，无散架，机械强度不变。

(2)热融化后的热塑性疏水塑料、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油中的一种或多种与木源SFCs或秸秆源SFCs按10:1至1:5的体积比混合均匀，挤压成型，冷却后得到有机聚合材料。其中，可以橡胶粉或热固性塑料粉代替1-99％SFCs，或以无机类填充物如粉煤灰、煤矸石、炉渣、岩棉、玻璃棉、石粉、矿砂中的一种或多种代替1-50％ SFCs。具较高强度、硬度和韧度。R值范围约为R-2.0至R-3.6每英寸。吸声功效似压实棉花，比有机保温材料强。SFCs复合物水中浸泡数周，无散架，机械强度不变。

例17.植物源SFCs应用在农业污染治理

(1)取5Kg干燥菜园土，加入500ml20μg Pb²⁺/ml乙酸铅溶液，混匀，均分为两组。实验组中混入500g秸秆源SFCs，混匀。在两组污染菜园土上种绿叶蔬菜。实验组出芽率、生长状态优于对照组。二个月后，检测土中可溶性铅离子浓度，实验组浓度为对照组的30％。

(2)取5Kg干燥菜园土，加入500ml20μg Hg²⁺/ml硝酸汞溶液，混匀，均分为两组。实验组中混入500g秸秆源SFCs，混匀。在两组污染菜园土上种绿叶蔬菜。实验组出芽率、生长状态优于对照组。二个月后，检测土中可溶性汞离子浓度，实验组浓度为对照组的30％。

(3)取5Kg干燥菜园土，加入500ml 0.002％有机磷农药三唑磷(Triazophos)，混匀，均分为两组。实验组中混入500g秸秆源SFCs，混匀。在两组污染菜园土上种绿叶蔬菜。两组蔬菜长势相同。二个月后，检测土中可溶性Triazophos浓度，实验组浓度为对照组的30-40％。

(4)分别制取Triazophos 0.002-0.04％溶液，和有机磷农药乙酰甲胺磷(Acephate)0.002-0.04％溶液，以疏水亲油型木源SFCs进行1小时和20小时吸附净化测试。结果是20小时吸附净化效果高于1小时，对Triazophos的吸附净化效果明显高于Acephate。20℃水中，文献Triazophos的溶解量为39mg/L，Acephate为790mg/L，即Triazophos的疏水亲油性高于Acephate。因此，疏水亲油型SFCs对疏水亲油程度高的农药的吸附能力大于对疏水亲油程度低的农药。

例18.植物源SFCs在油水分离、水上溢油清除、实验室污水清除中的吸附效应

(1)餐饮含油污水处理：当五十升高浓度餐饮含油污水经过含油污水过滤净化设备(见图10的过滤吸附部分1)后，出水已见不到油花。

(2)实验室有机污水处理：高浓度污水(含苯、二甲苯、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、废机油的混和物，有强烈气味)剧烈摇动成乳浊状，经过含油污水过滤净化设备(见图10的过滤吸附部分1)后，出水仅闻到微味，出水清澈，见不到水不溶相。

(3)经常规的植物纤维膨化技术处理，可使SFCs的孔隙率大幅提高，吸附大分子有机物的能力进一步增强。以膨化SFCs为吸附材料，重复(2)的实验室有机污水处理，出水净化率提高。

(4)池塘水面溢油处理：水面上倾倒2升废机油，用SFCs装填的围油栏包围，加入数个网装SFCs吸附袋铺盖。数分钟后捞出吸附袋，水面上几乎不见油迹。

(5)油炸食品和油炒食品处理：在盘底放SFCs装填的吸油垫，倒入油炸食品或油炒食品，油炸食品或油炒食品中的液态油于数分钟后全部转移至吸油垫。

(6)在油污-SFCs复合物中加入微生物菌种，放入SFCs好氧微生物污水净化器，维持水分和部分养分补充，一段时间后油污即得到消化分解。

(7)收集的油污-SFCs复合物，可用于制备生物柴油。

例19.植物源SFCs对餐饮油烟的物理吸附和化学吸附

在油烟净化器的前端部分放置湿润的疏水亲油型SFCs，在后端部分放置经碳酸钙和表面活性剂处理的湿润的亲水亲油型SFCs，构成吸附式油烟净化器。净化器进风处放置高温油锅并加入辣椒和花椒等，产生大量油烟和辛辣异味。开启净化器，净化器进口油烟浓度为42.8mg/m³，出口油烟浓度为5.3mg/m³，油烟去除率87.5％，并且对挥发性有机物VOCs和异味有显著去除。

例20.植物源SFCs对数种污染气体的物理吸附和化学吸附

在防毒面具中装填碱化纤维素化木源SFC-V，保持吸附剂湿润。可有效过滤燃煤产生的二氧化硫污染。

在净化器中放置20L木源SFC-IV和稻草源SFC-IV的1:1体积混合物，保持吸附剂湿润，构成SFC物理吸附净化器。对1mg/m³浓度的甲醛气体单循环净化率为60％，对10mg/m³浓度的氨水气体单循环净化率为80％，对腐臭气体单循环净化率为70％。但随使用时间的延长，该净化器的净化能力很快下降。

在净化器的前端部分放置10L木源SFCs屑与20g羧甲基纤维素钠(CMC)液，250g EDTA-Na₂，pH10混合的吸附剂，在后端部分放置10L木源SFCs屑与20gCMC液，250g EDTA，pH3混合的吸附剂，保持吸附剂潮湿，构成SFCs化学吸附净化器。净化能力保持久。

(1)对典型单一成分污染气体的净化。实验1：SFCs化学吸附净化器对0.8mg/m³浓度的甲醛气体单循环净化(污染气体进出净化器的一次性净化过程)后为0.08mg/m³，对8.7mg/m³浓度的氨水气体单循环净化后为0.1mg/m³。实验2：在2.25m³的试验舱中，SFCs化学吸附净化器在5分钟内可使0.98mg/m³浓度的甲醛气体下降至0.26mg/m³，使1.1mg/m³浓度的氨水气体下降至0.3mg/m³。

(2)对典型复杂成分污染气体的净化。实验1：在2.25m³的试验舱中，同时放入甲醛、氨水、甲苯、氯仿、苯甲酸、汽油、油漆、臭鸡蛋、臭豆腐等数种异味源，使舱内充满由这些化学污染物组成的强烈异味臭气。开启SFCs化学吸附净化器，10分钟后舱内仅残留十分轻微的异味。实验2：在2.25m³的试验舱中，同时燃烧二十支劣质香烟，使舱内充满浓厚烟雾和呛人的烟味。开启SFCs化学吸附净化器，15分钟后烟雾完全消失，20分钟后舱内仅残留轻微的烟味。实验3：对汽车尾气的净化效果明显。

在净化器中放置20L碱化纤维素化木源SFC-IV，保持吸附剂湿润，置于汽车尾气浓度很高的隧道口附近，净化效果明显，出气中无呛人气味。

例21.植物源SFCs净化含可生物降解污染物的混合污水

针对含可生物降解污染物的各类工业污水、农业污水和生活污水，可用SFCs好氧微生物净化法治理。在SFCs好氧微生物污水净化器中(见图4的水净化部)，通过一种高效的富氧方式，大大提高了由SFCs介导的气液固三相界面中的氧气浓度，其氧气浓度可数十倍于标准状态(0.1Mpa，20℃)下清水中饱和溶解氧浓度，从而给予土著好氧微生物群落以充分的氧气供应和很适宜的生态生存环境，可提高好氧微生物对流经SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长，参与对污染物的分解。该污水净化器附带的臭气净化器(见图4的空气净化部)，则可使污水引起的臭气又得到净化。少量昆虫在该环境中自然生长，参与对污染物的分解。SFCs作为污染物载体和微生物载体，在污染物净化分解过程中几乎无降解，保持负碳。

(1)污水中常混有大量固体颗粒型污染物，如蓝绿藻，需前处理去除。上行式悬浮颗粒型污水过滤设备(见图9)，可迅速高效地实现对固体颗粒型污染物的去除。

(2)利用富营养化的水体在光照和25-35℃温度条件下大量培养蓝绿藻或微藻，由SFCs气体-液体交换系统(见图4的水净化部)为水体和蓝绿藻或微藻高效提供溶解CO₂，富营养化的水体为蓝绿藻提供营养，然后使用上行式SFCs过滤设备，迅速分离成熟的藻体和水体。结果是，水体得到净化，除去氮磷，大气CO₂得到固定，而所收集的生物有机材料蓝绿藻，又可为SFCs原料，或为碳酸酐酶供体，或制备生物燃料，或产沼气和有机肥。

(3)由化工污水、油漆污水、洗衣污水、烂菜污水和粪尿污水混合成为混浊恶臭污水。该污水通入SFCs好氧微生物污水净化器，流出水透明、无味。该SFCs好氧微生物污水净化器在冬季1-2℃的温度下仍保持高效净化。

(4)在流出水中通入空气补氧，养鱼一个月，鱼状态良好，健康活泼。

(5)在普通土质的菜地种绿叶蔬菜，仅以流出水浇灌。在发芽、出苗、成长到收获的全过程中，蔬菜生长全过程状态良好，无病虫害发生，鸟喜食。

(6)在使用达1年的好氧微生物污水净化器中，木源SFCs作为吸载体并长期处于潮湿状态，SFCs无明显降解现象，无需补充新料。

例22.植物源SFCs净化含难生物降解污染物、毒素、颗粒物、富氮磷营养的混合污水

针对含难生物降解、致病菌、毒素、颗粒物、氮磷富营养化等污染物的各类工业污水、农业污水和生活污水，如化工有机废水、含油废水、垃圾渗透液、蓝绿藻污水、生活污水等，可用SFCs厌氧微生物净化法治理。在SFCs无动力厌氧微生物污水净化器中(图5)，通过一种高效的液体流动方式，提供给在SFCs环境中悬浮生长与附着生长相结合的土著厌氧微生物群落以充分的缺氧条件和很适宜的生态生存环境，可提高厌氧微生物对流经SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、原生动物和微型后生动物在该环境表层自然生长，参与对污染物的分解。通过控制净化器的流速和温度，可有效地控制对污染物的发酵时间和厌氧处理时间，完成对致病菌、毒素等污染物的充分降解。SFCs还具除去颗粒物的较强功能。该净化器具有高生物相浓度、高传质速度、以及高负荷条件下运转的特征。SFCs作为污染物载体和微生物载体，在污染物净化分解过程中有缓慢的降解，仍保持负碳的作用。而污染物在厌氧微生物净化分解过程中分解产生CH₄和氮气等。如将CH₄收集起来作为清洁能源，有利于GHGs减排。

(1)由化工污水、油漆污水、垃圾渗透液、餐饮油污、洗洁精、蓝绿藻、颗粒物和粪尿污水混合成为混浊恶臭污水。该污水用石灰水调节pH至7.3-8.0后，长期通入SFCs厌氧微生物污水净化器，流出水呈半透明、微味、无腥状态。污水净化器的厌氧微生物菌种来自于该污水的土著群落和健康蚯蚓体匀浆后获得的土著群落。污染物在净化中产生CH₄，可收集并利用。该SFCs厌氧微生物污水净化器在冬季1-2℃的温度仍保持高效净化。

(2)当以上混合污水中含有较高浓度的蛋白质或粪尿成分时，在SFCs厌氧微生物污水净化器中将产生较高浓度的氨气和硫化氢气体，而较高浓度的氨气和硫化氢气体将抑制厌氧微生物的活力。为克服氨气和硫化氢气体的抑制作用，在SFCs无动力厌氧微生物污水净化器的储气空间安装如例20中的SFCs化学吸附净化器，利用净化器中的酸性吸附材料净化氨气，利用净化器中的碱性吸附材料净化硫化氢气体，通过将储气空间蓄积气体的内循环净化及时除去氨气和硫化氢气体，保证了厌氧过程的顺利进行。

(3)在流出水中通入空气补氧，养鱼一个月，鱼状态良好，健康活泼。在菜地种绿叶蔬菜，仅以流出水浇灌。在发芽、出苗、成长到收获的全过程中，蔬菜生长全过程状态良好，无病虫害发生，鸟喜食。

(5)在使用达1年的厌氧微生物污水净化器中，木源SFCs作为微生物载体并长期处于泡水状态，SFCs无明显降解现象，仅需少量补充新料。

(6)对污水经净化器后所收集的SFCs及固体颗粒物和污泥，利用蚯蚓处理生产生物有机肥。有机肥施于菜地，生产有机菜。

例23.植物源SFCs净化含可生物降解污染物的混合臭气

针对含可生物降解污染物的各类工业废气、农业废气、生活废气和污水垃圾治理中产生的臭气，可用SFCs好氧微生物净化法治理。在SFCs好氧微生物废气净化器中(见图4之空气净化部3)，直接通入废气和补充的氧气供应，保证水分供应，通过一种高效的富氧方式，大大提高了由SFCs介导的气液固三相界面中的氧气浓度，其氧气浓度可数十倍于标准状态(0.1Mpa，20℃)下清水中饱和溶解氧浓度，从而提供给在SFCs环境中附着生长的土著好氧微生物群落以充分的氧气供应和很适宜的生态生存环境，可提高好氧微生物对流经SFCs而富集的污染物的高效分解。少量真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长，参与对污染物的分解。该净化器具有高生物相浓度、高传质速度、以及高负荷条件下运转的特征。SFCs作为污染物和微生物的载体，在污染物净化分解过程中几乎无降解，保持负碳。

(1)由化工污水、油漆污水、洗衣污水、烂菜污水、宰杀鱼水和粪尿污水混合后生成高浓度混合恶臭气体。该臭气通入SFCs好氧微生物废气净化器，出气几乎无味。

(2)由甲醛和臭鱼生成高浓度混合恶臭气体。该臭气通入SFCs好氧微生物废气净化器，出气无味。

(3)将SFCs好氧微生物废气净化器置于汽车尾气浓度很高的隧道口附近，净化效果明显。其土著微生物菌种取自于隧道口的污泥中。

(4)在使用达18个月的好氧微生物废气净化器中，木源SFCs作为微生物载体并长期处于潮湿状态，SFCs无明显降解现象，无需补充新料。

例24.植物源SFCs净化含难生物降解、致病菌、毒素、氮磷富营养化等污染物的废气

由化工污水、油漆污水、垃圾渗透液、餐饮油烟和粪尿污水混合后生成高浓度混合恶臭气体，含菌量高。该废气首先通入SFCs气-液交换器(图4或图8)，使气相污染物转化为液相污染物，然后使液相污染物流经SFCs厌氧微生物废水净化器。控制净化器的流速和温度，可控制对污染物的发酵时间和厌氧处理时间。流出水呈半透明、无味状态。污染物在净化过程中产生CH₄气体，可收集并利用。

针对垃圾焚烧等过程所排放的二恶英气体，可用SFCs亲脂吸附净化法治理。具有疏水亲脂性质的SFCs，对于焚烧尾气中难降解、具有很强疏水亲脂性质的二恶英有着高度的亲和力和吸附力，故SFCs在减少二恶英排放方面可起特殊作用。吸附了二恶英的SFCs，可埋藏于地下，既储存了碳又埋藏了二恶英；也可利用对二恶英有分解能力的微生物，如门多萨假单胞菌将二恶英降解。

例25.植物源SFCs净化悬浮颗粒型污染空气

建立悬浮颗粒型空气净化设备如图8，并引入复合型土著好氧微生物群落。真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长。分别对厨房油烟类污染、香烟烟雾类污染、生物燃料燃烧烟雾类污染、机动车尾气类污染、光化学类烟雾、灰霾类污染、飞灰类污染、煤尘类污染、沙尘类污染、粉尘类污染进行净化，除去悬浮颗粒的效果皆十分明显，净化率80-99％。净化率与悬浮颗粒粒径、风速、SFCs填充厚度、SFCs粒径、SFCs湿润度、好氧微生物群落、喷淋水成分及用量等因素有关。对于含较多重金属、酸性污染物等的污染气体，可在净化设备的下层添加碱化纤维素化SFC-V，提高化学前处理率。喷淋水可选用富营养化的生活污水。对于细颗粒物气溶胶型的污染，如光化学类烟雾和机动车尾气类污染，可通过减少SFCs粒径，提高喷淋水的流速，增强喷淋水的化学洗脱成分等，获到更好的捕集和净化效果。

例26.植物源SFCs在生产生态清洁能源和生物有机肥的应用

(1)将吸附了化工污水、油漆污水、垃圾渗透液、餐饮油污水和粪尿污水的SFCs放入沼气池中。10天后大量产生沼气，收集并净化得清洁能源。沼渣可继续与吸附了餐饮油污水和粪尿污水的SFCs混合，为蚯蚓提供食物，经蚯蚓消化，产生生物有机肥。

(2)发酵后的搅碎生活固体垃圾或粪便或沼渣或污水处理厂污泥或可生物降解工业固体垃圾，与SFCs按3:1至1:3的体积比混合形成疏松体，放入沼气池中。10天后大量产生沼气，收集并净化得清洁能源。

(3)以上过程产生的沼气，主要成分是CH₄，同时也含有较高浓度的氨气和硫化氢等有害气体，在沼气直接作为能源使用的过程中形成二次污染。沼气需在净化除去氨气和硫化氢等气体后，才是生态清洁能源。可利用如例20中的SFCs化学吸附净化器对收集的沼气进行净化，即以净化器中的酸性吸附材料净化氨气，以净化器中的碱性吸附材料净化硫化氢等酸性气体，产生生态清洁能源。

(4)使用SFCs化学吸附净化器也可对收集的垃圾填埋气进行净化，除去氨气和硫化氢等有害气体。例27.植物源SFCs在生态式空气及水净化中的应用

建立生态空气净化设备如图6，设备可大型化。其中，风机40w，装填SFCs体积60cm×60cm×20cm，混合移栽芦荟、常青藤、吊兰、菊花、仙人掌、文竹、青菜等，并引入土著好氧微生物群落及100条蚯蚓。化学粗滤网为木源碱化纤维素化SFC-IV。净化设备上端明显出风，其温度低于周围环境1-3℃，相对湿度高于周围环境10-20％。各移栽植物复壮迅速，生长茂盛，蚯蚓活跃。少量真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长，参与对污染物的分解。出风空气清新，消除VOCs、甲醛、CO₂、CO、SO₂、香烟烟雾、厨房油烟味、汽车尾气、臭氧、尘螨、花粉的功效显著。每天以生物燃料烟熏进气1-2小时，连续3周，保持净化效果，各植物无显著的不良反应。播种青菜籽，在2-9℃的冬季室温条件下，一周后出芽，生长茂盛，证明该人造生态环境适于植物的发育和生长。在低温季节，净化设备上加罩金字塔型温室，有保温和聚集金字塔能的效应，各植物生长茂盛，蚯蚓活跃，保持分解污染物的能力。

该生态空气净化设备，可有效地固定大气中的CO₂，即通过SFCs介导的湿润环境将气相中的CO₂转移至液相被吸附并富集于SFCs中，再经SFCs中的植物根系吸收固定。

该生态空气净化设备置于因气候变暖和人为污染而频发的雾霾笼罩灾害天气下，可净化由于污染造成的气溶胶复合粒子，具有消除雾霾的明显功效。

该生态空气净化设备置于交通繁忙公路口附近，具有消除灰尘，消除汽车尾气，消除雾霾的明显功效。

建立生态空气及水净化设备如图7，设备可大型化。风机40w，装填SFCs体积40cm×40cm×40cm，其中，污水处理层高约15cm，污气处理层高约25cm。在污水处理SFCs层引入厌氧微生物。在污气处理层混合移栽芦荟、常青藤、吊兰、文竹等，引入好氧微生物及100条蚯蚓。向污水处理层注入由烂菜污水和粪尿污水混合的污水，流出水净化效果显著。净化设备侧上端明显出风，其温度低于周围环境1-3℃，相对湿度高于周围环境10-15％。各移栽植物生长茂盛，蚯蚓活跃。少量真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长，参与对污染物的分解。消除VOCs、CO₂、CO、油烟、臭氧、尘螨、花粉显著。

例28.植物源SFC-V的医学健康应用

(1)本发明者以混合木源和秸秆源SFC-V为口服剂，每次1g，每天三次，连续一个月，有减肥效果。

(2)本发明者醉酒后服用5g混合木源和秸秆源SFC-V，很快醉意大减，醉酒不适度明显降低。

例29.SFC-I的医学健康应用

(1)淀粉500g，糯米粉500g，米粉500g，玉米粉500g，面粉500g，各平铺于烤盘中，上覆以2-5cm厚的细沙，置于温度180℃至300℃的鼓风烤箱中，沙温到达指定温度后继续加热1-5小时。停止加热，自然降温到100℃后取出得淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I，皆为黑色炭块状。处理过程有一些碳元素气化放出，SFC-I从原料到产品的碳保留率为85-95％。

(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，皆表现良好的疏水能力，不吸水且漂浮在水上达一周以上。放入酒精中，则迅速吸附酒精。

(3)本发明者以混合淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I为口服剂，每次1g，每天三次，连续一个月，无任何不适，有减肥效果，精力旺盛。本发明者醉酒后服用5g混合淀粉源、糯米粉源、米粉源、玉米粉源和面粉源SFC-I，很快醉意大减，醉酒不适度明显降低。

例30.以植物源SFC为中介杀灭水源中的致病微生物

建立以SFCs为中介的厌氧/氧化水处理系统。该系统包括SFCs厌氧和SFCs氧化的两个步骤。SFCs厌氧步骤以图5方式进行。其中，在隔舱1引入好氧微生物，使水源中的氧气被大量消耗，在隔舱2和后续的隔舱所造成的缺氧环境中抑制和杀灭水源中的好氧性致病微生物，如军团菌。SFCs厌氧步骤的出水再进入SFCs氧化步骤。SFCs氧化步骤以图4的水净化部1的方式进行。其中，风机所引入的空气含高级氧化介质，如臭氧/UV，可在该强氧化环境中杀灭水源中的好氧性和厌氧性致病微生物，如沙门氏菌。例31.以植物源SFC为中介现场治理实验室有机污水

建立以SFCs为中介的吸附/氧化处理实验室有机污水系统。该系统包括SFCs吸附和SFCs高级氧化的两个步骤。SFCs吸附以图10的过滤吸附部分1的方式进行。此步骤可半封闭运行，避免可挥发性有机污染物气体的外泄，在进水口和出水口设有开关控制。倒入有机污水，关闭进水口，有机污染物被SFCs吸附。当SFCs吸附有机污染物饱和后，连容器整体取出并更换新SFCs，取出物密封另行资源化处理。粗处理出水经出水口开关进入SFCs高级氧化阶段。SFCs高级氧化以图10的吸附分解部分3的方式进行，对粗处理出水中的残余有机污染物进行吸附和氧化分解。特殊的是，此步骤不以微生物进行氧化分解，而由风机引入高级氧化介质进行氧化分解，如臭氧/UV，臭氧浓度20-1000mg/m³。出水可达标排放。

例如，在该系统中处理苯酚污水。粗处理出水进入SFCs高级氧化阶段前，调节pH至11。利用臭氧产生的·OH自由基，可氧化被SFCs富集浓缩的苯酚为醌类，再氧化为脂肪酸，最后成为CO₂和水。碱性条件下，臭氧产生·OH自由基的速度加快，利于该氧化分解反应的进行。出水经中和后排放。

例32.植物源SFC-V的零价铁复合物

将1L的1mm颗粒状木源SFC-V，与1-5L的100目零价铁粉，及pH4-5的胶水混合，压制成型，阴干。该复合物具有显著的静电防护能力、电磁场屏蔽能力、放射性防护能力、化学吸附能力和催化分解能力。如具有吸收并减少电视和计算机电磁波的作用。如具有一定的消除甲醛、氨水、香烟味的作用。

例33.植物源SFCs的壳聚糖复合物

制备壳聚糖：以质量百分比浓度40-50％氢氧化钠溶液浸泡搅拌甲壳素粉2h，将该混合物置于家用微波炉(2450MHz，输出功率650W)中，加热15min。倾去溶液，水洗至中性。加入40-50％氢氧化钠溶液，微波加热15min。水洗至中性，微波烘干，得壳聚糖粉。混合壳聚糖粉与SFCs粉，物理相容性好。

(1)本发明者口服米粉源SFC-I与壳聚糖5:1体积比混合物，每次1g，日三次，连续一月，可减肥。

(2)粉状秸秆源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，喂鸡，鸡喜食，健康活泼，无异常。

(3)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，对油污有很强的吸附能力。

(4)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，对含铅离子和汞离子的污水有较强的净化力。

(5)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，接种SFCs好氧微生物污水净化器中的成熟菌种，施加废气和污水。微生物迅速成长，净化废气和污水效果明显。

(6)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，置SFCs空气净化器中(图8)，以2-5g/L柠檬酸溶液循环喷淋。对空气中的军团菌和其它致病微生物有明显的抑制和净化效果。

(7)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按5:1体积比混合，以羧甲基纤维素钠粘合成型。抗辐射。

(8)粉状木源SFC-IV与壳聚糖粉按3:1体积比混合，对含负电荷的胶体微粒污染的流体有较强的净化力，絮凝过滤的效果明显。

例34.植物源SFCs的碱性纤维素化处理和磷酸钙/碳酸钙化处理

(1)2L SFC-IV与羧甲基纤维素钠浆糊混合成型后放入烤盘中，厚2cm，上覆1cm硅沙，置烤箱中，300℃鼓风热处理2小时。得疏松黑色SFC-V。产物非常亲水，吸湿能力强，呈碱性，其阻燃性能比SFCs有明显提高。湿润的产品装填在化学吸附式空气净化器中，去除CO₂、SO₂和垃圾恶臭的效率达90％以上。

(2)SFC-IV与羧甲基纤维素钠稀浆糊少许混合，使SFC-IV表面上浆，加入石灰水，在搅动下缓慢滴入1M磷酸至pH8.5，继续搅动1小时。除液后，置烤箱中，100℃鼓风烘干，得磷酸钙/碳酸钙化SFC-V。例35.植物源SFCs的硅化处理

100g SiO₂与100g Na₂SiO₃混合，加水使半溶解，溶液pH≥12。以该液浸渍SFCs过夜。将挤干溶液的SFCs烘干，继而沙埋放入烤箱中，300℃鼓风热处理4小时。硅化处理后的SFCs，无硬化现象，阻燃。

例36.植物源SFCs对餐饮污水和餐饮油烟废气的一体化治理

建立餐饮污水和餐饮油烟废气复合治理步骤如下，

餐饮污水预处理：含残渣、油污和洗涤剂的餐饮污水经图9所示方式除去残渣和部分油污，再经图10中的过滤吸附部分1所示方式进一步除去油污。收集的残渣和油污用于制备生物饲料和生物柴油。

餐饮油烟废气净化：餐饮油烟废气经图8所示方式降温，除去油烟粒子、气溶胶和化学气味后排放。利用预处理后的餐饮污水作为淋洗液，使餐饮油烟废气中的油烟粒子、气溶胶和化学污染物溶入淋洗液。

餐饮污水净化：含有溶于液相的油烟粒子、气溶胶和化学污染物的淋洗收集液经图10所示过滤吸附方式除去油污，及好氧微生物方式除去可生物降解型污染物，再经图5所示厌氧微生物方式进一步除去可生物降解型污染物。净化水排出或在餐饮油烟废气净化过程中循环使用。

例37.植物源SFCs参与蚯蚓净化固体垃圾

将发酵后的搅碎生活固体垃圾或人畜粪便或沼渣或污水处理厂污泥或可生物降解型工业固体垃圾废物，与SFCs按3:1至1:3的体积比混合形成疏松体，放入SFCs生态型净化器(图6)，装料厚30cm，出风面60cm×60cm，风机48w，进风温度25-30℃。引入好氧微生物和蚯蚓，但不引入植物，不施以光照，不加紫外灯。真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长。同时，部分遮蔽净化器顶部，定时喷淋，制造蚯蚓喜欢的阴暗、潮湿、温暖的环境；使用低噪声风机，制造蚯蚓喜欢的安静、透气、异味少的环境；SFCs与固体垃圾的混合物可用上下多层叠放盘的方式放置，叠放盘的底部有带孔隔板，蚯蚓可在各层之间自由活动，制造蚯蚓喜欢的同代同居的环境。提供新鲜空气，断面风速以微风为宜，风速可低于3m/min。含有高盐或高农药残留的固体垃圾，因毒害蚯蚓，不可使用。

SFCs与发酵后的搅碎生活固体垃圾的混合物，经蚯蚓、微生物、真菌、原生动物和微型后生动物的协同分解，生成生态有机肥，其C/N比降低50％以上。可定期从净化器顶部投加固体垃圾，也可定期更换全料。处理含有较高浓度重金属固体垃圾所生产的蚯蚓体，因富集重金属，其资源再利用时慎用。例38.植物源SFCs参与酵母发酵净化碳水化合物类废弃物

将发酵后的搅碎碳水化合物类废弃物或生活垃圾，与SFCs和少量腐植土，按3:3:1的体积比混合形成疏松体，放入SFCs生态型净化器(图6)。装料厚40cm，出风面60cm×60cm，风机48w，进风温度20-30℃，断面风速以微风为宜，风速可低于3m/min。。引入酵母，但不引入植物，不施以光照，不加紫外灯。其它好氧微生物、蚯蚓、真菌、原生动物和微型后生动物在该环境中自然生长。同时，遮蔽净化器顶部，定时喷淋湿润水。在有氧条件下，酵母菌利用碳水化合物废弃物中的淀粉、糖类、有机酸作为碳源进行有氧代谢。二十天后，碳水化合物废弃物与SFCs呈松软腐熟态，无味，其体积缩小40％以上，收集的湿润水也无味。腐熟混合物可为生态有机肥。

例39.植物源SFCs与硼酸和还原糖形成的分子筛介质

硼酸和还原糖中的顺式二羟基进行可逆键合，可形成结构紧密的高分子凝胶。使该高分子凝胶在SFCs的多孔表面上聚合，则形成一种分子筛过滤层包覆的SFCs多孔物质，可用于化学物质的储存或去除流体中污染的化学污染物及重金属离子等。通过改变硼酸和还原糖的反应浓度等方式，还可以调节分子筛的孔径大小和相对比例，分别储存或去除不同分子大小的污染物。在凝胶包覆前，对SFCs多孔物质进行化学预处理，可提高SFCs多孔物质对化学物质的储存能力或载体能力。

例，在500g粉状木源SFC-V中加入200mM硼酸钠1000ml，pH10，混合均匀后，再加入100mM果糖1000ml，或100mM甘露糖或葡萄糖1000ml，混合均匀，静置2小时，得被分子筛过滤层包覆的SFCs多孔物质。在防毒面具中装填该复合物，可有效消除VOCs、甲醛、CO₂、CO、SO₂、香烟烟雾、厨房油烟味等。例40.可以不使用电能驱动空气流通的SFCs净化介质，节能降耗

在11米高的建筑物靠外墙搭建烟囱，烟囱内径30cm，高10.5米。烟囱的底部连接一个2m×3m的透明塑料棚，棚底与地面有1cm的空隙。烟囱的顶部连接SFCs生态型净化器(图6)，无风机，净化器内置物如例37。因塑料棚的温室作用，烟囱底部进入的污染空气经太阳照射升温，或经凹镜加热，利用空气热升冷降的特点，加上烟囱的压差作用，共同驱动空气在烟囱中自下向上运动，经过顶部SFCs生态型净化器净化后排出。烟囱底部连接的透明塑料棚，如采用金字塔型的设计，得到的动能量还可进一步提高。

例41.植物源SFCs净化介质对碳污染和氮污染的水体和气体的一体化治理

对富营养化生活污水，垃圾污水处理产生的氨氮气体和汽车尾气污染进行综合治理，采取生物脱氮配合化学脱氮的流程。串联生物反硝化池(如图5设备)，化学催化反硝化池(如图5设备)，化学催化硝化池(如图4的水净化部)或生物硝化池(如图4的水净化部)。向生物反硝化池通入生活污水，池中填充SFCs及附着的反硝化菌。出水用酸调pH至2-3后，进入化学催化反硝化池，池中填充SFCs及附着的零价铁粉。出水用碱调pH至中性或偏碱性后，与垃圾污水处理产生的氨氮气体和汽车尾气污染一起，进入化学催化硝化池，池中填充SFCs及附着的二氧化锰；或进入生物硝化池，池中填充SFCs及附着的硝化菌。出水回流到前置的生物反硝化池。最后出水氨氮小于2毫克/升，硝酸盐氮小于10毫克/升，以及COD小于50毫克/升，出气氮净化率75-90％。实现高级生态型碳减排和高级生态型氮减排。

例42.SFC-VIII在金字塔仓库中的储存，植物在金字塔型温室中的生长，金字塔按南北方向放置

(1)春夏季，在金字塔仓库中用敞口玻璃皿分别放置新鲜的尿、牛奶、酸奶、鲜花、菜叶、死虫、鱼内脏、猪肉等样品，在距离5米远处的木箱中放置同样的样品为对照。一个月后，金字塔仓库中的尿微臭尚清，牛奶成为奶酪，酸奶保持原味，鲜花和菜叶严重失水，死虫、鱼内脏和猪肉微臭较干；而对照中的尿恶臭，牛奶恶臭腐败，酸奶上一层厚厚的绿毛，鲜花和菜叶腐烂，死虫、鱼内脏和猪肉恶臭腐败生虫。

(2)大豆和花生晒干，含水率约20％，放入金字塔仓库中储存一年，取出，金字塔大豆的发芽率和长势皆优于对照，金字塔花生的色、香、味皆优于对照，金字塔花生对黄曲霉的感染率显著低于对照。

(3)金字塔仓库放在室内，内存大豆和花生，可防霉变，且有显著的吸收室内电磁波污染的效果。

(4)各种动物源和植物源SFC-VIII，制备如例1的(12)-(14)，放入干燥环境下的金字塔仓库中，历经春夏秋三季共八个月，所有SFC-VIII样品皆更加脱水干化硬化，无臭味，无滋生虫蝇。

(5)重金属和农药中毒死亡的小鸟各一只，去内脏，烘干，埋入碳酸钠或石灰粉中10天继续脱水干化，最后放入干燥环境下的金字塔仓库中。半年后观察，小鸟体更加脱水干化硬化，无臭味，无滋生虫蝇。

(6)搭金字塔型温室，支架为木竹，正四角锥体，底边长100cm，侧棱长95cm，包塑料地膜，顶部有气孔，底部距地2cm。内种蔬菜。蔬菜长势明显比对照好，无病虫害发生，不施农药，蔬菜口感好。

(7)金字塔仓库放在室内，内藏酒2瓶。半年后品味，味道比对照更加醇厚，爽口。

Claims (22)

1.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质；

(2)所述的有机物质与0-95％体积的稳定促进剂混合；

(3)使步骤(2)的混合物被掩盖在硅沙或铁沙中，加热温度180℃至350℃，时间30分钟至24小时，同时，使热空气流经硅沙或铁沙的顶部，所产生的湿气和可挥发性物质透出硅沙或铁沙被流动的热空气带走，被带走的可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；

(4)冷却，分离出所述的硅沙或铁沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(I)；

(5)储存所述的生态型稳态功能碳(I)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳(I)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

2.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质；

(2)所述的有机物质与0-95％体积的稳定促进剂混合；

(3)使步骤(2)的混合物被掩盖在硅沙或铁沙中，以凹镜或凹镜组聚集太阳能加热，时间2分钟至5小时，同时，使热空气流经硅沙或铁沙的顶部，所产生的湿气和可挥发性物质透出硅沙或铁沙被流动的热空气带走，被带走的可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；

(4)冷却，分离出所述的硅沙或铁沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(II)；

(5)储存所述的生态型稳态功能碳(II)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳(II)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

3.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质；

(2)所述的有机物质与0-95％体积的稳定促进剂和0-0.5M微波吸收介质混合；

(3)使步骤(2)的混合物被掩盖在硅沙中，微波加热，时间5分钟至5小时，同时，使热空气流经硅沙的顶部，所产生的湿气和可挥发性物质透出硅沙被流动的热空气带走，被带走的可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；

(4)冷却，分离出所述的硅沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(III)；

(5)储存所述的生态型稳态功能碳(III)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳(III)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

4.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质；

(2)对所述的有机物质在温度110℃至350℃的氧化介质中加热，时间5分钟至24小时，同时，使热氧化介质流经有机物质，所产生的粉尘、湿气和可挥发性物质被流动的热氧化介质带走，被带走的粉尘经除尘器收集成为原料，可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；

(3)冷却，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(IV)；

(4)储存所述的生态型稳态功能碳(IV)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳(IV)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

5.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质；

(2)对所述的有机物质在温度110℃至350℃的氧化介质中加热，时间5分钟至24小时，同时，使热氧化介质流经有机物质，所产生的粉尘、湿气和可挥发性物质被流动的热氧化介质带走，被带走的粉尘经除尘器收集成为原料，可挥发性物质经冷凝器收集成为新能源新资源，其余气体经空气净化器净化后排出；

(3)冷却，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(IV)；

(4)所述的生态型稳态功能碳(IV)与0-95％体积的稳定促进剂和0-0.5M微波吸收介质混合；

(5)对步骤(4)的混合物，按权利要求1所述的步骤(3)处理，冷却，分离出所述的硅沙或铁沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(V)；或按权利要求2所述的步骤(3)处理，冷却，分离出所述的硅沙或铁沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(VI)；或按权利要求3所述的步骤(3)处理，冷却，分离出所述的硅沙，得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(VII)；

(6)储存所述的生态型稳态功能碳(V)、(VI)或(VII)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或功能化使用所述的生态型稳态功能碳(V)、(VI)或(VII)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

6.一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：以不低于75％的碳转化率，将通常在死亡后1星期至1年内即可自然降解并产生温室气体的植物性有机物质或动物性有机物质，转化为具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳，通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、储存或通过生态型稳态功能碳的原料来源、制备过程、功能化使用，组成可规模化实现的生态型碳减排的系统化方法，使总碳循环量减少，包括以下步骤：

(1)提供所述的植物性有机物质或动物性有机物质；

(2)对所述的有机物质进行脱水干化，使含水率降至10-20％；

(3)将步骤(2)的脱水干化后的有机物质放入干燥的金字塔仓库中或埋入沙漠中，进一步脱水干化，使含水率至8％以下，并保持脱水干化状态；

(4)得到具有40年以上稳定安全期碳结构和具有多种使用功能的生态型稳态功能碳(VIII)；

(5)在金字塔仓库或沙漠中储存所述的生态型稳态功能碳(VIII)，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排，或在金字塔仓库或沙漠中功能化使用所述的生态型稳态功能碳(VIII)，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的植物性有机物质选自木材、树皮、叶、杆、茎、壳、皮、根、花、种子、草、髓、海草类、海绵、甘蔗、甜高粱、甜菜、豆类、米、小麦、面粉、玉米、裸麦、大麦、燕麦、粟、麻、亚麻、苎麻、花生、油棕榈、烟叶、茶叶、棉花、布、纸、纸箱、纸浆、城市有机废物、庭园废弃物、蘑菇培养基、藻类、真菌类、泥炭、或被化学污染的以上植物性有机物质、或发酵后的以上植物性有机物质中的一种或多种；所述的动物性有机物质选自原生动物、腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类、或被化学污染的以上动物性有机物质中的一种或多种；所述的动物性有机物质选自所述动物的完整个体、器官、组织、细胞中的一种或多种。

8.如权利要求1、2、3或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的稳定促进剂选自植物果实、石油副产物、蛋白质、油脂、胶、表面活性剂、糖、无机盐、酸中的一种或多种。

9.如权利要求2或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的微波吸收介质选自乙醇、酸、碱、盐类或海水中的一种或多种。

10.如权利要求4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的氧化介质选自空气、氧气、臭氧、过氧化氢中的一种或多种。

11.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“储存所述的生态型稳态功能碳，实现初级生态型碳减排和初级生态型非碳元素减排”，是通过高压压缩后包装储存或高压压缩后真空包装储存生态型稳态功能碳，减少体积30-70％，提高储存稳定期限20％以上。

12.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是将生态型稳态功能碳与疏水亲油性有机材料、亲水性有机材料或无机材料中的一种或多种混合制备复合材料，在复合材料的原料来源、制备、储存、经济使用或使用后的过程中，通过提高碳载体稳定性、建筑节能、节约资源能源和减少污染的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

13.如权利要求12所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的疏水亲油性有机材料选自塑料、橡胶、树脂、丙纶、石蜡、凡士林、沥青、焦油的一种或多种；所述的亲水性有机材料选自羧甲基纤维素钠、壳聚糖、表面活性剂、螯合剂的一种或多种；所述的无机材料选自零价铁粉、二氧化锰、粉煤灰、煤矸石、炉渣、黄土、岩棉、玻璃棉、石粉、沙石、水泥、石灰、石膏、磷酸钙、硼酸的一种或多种。

14.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是将生态型稳态功能碳埋入土壤，通过促进土壤储碳、治理土壤污染、少施化肥农药、减少一氧化二氮和甲烷排放、保障食品安全、保护生物多样性及恢复土壤自然生态系统的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

15.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是使动物体或人体摄入生态型稳态功能碳，通过吸附并排出动物体或人体中的有毒有害物质、减肥、保障食品安全、保障健康质量、减轻医疗负担的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

16.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是使污染水体或污染气体流经生态型稳态功能碳，污染水体或污染气体中的颗粒污染物、致病微生物或化学污染物的一种或多种得到过滤吸附富集储存或分解，通过减少污染、节约资源能源和发展资源能源的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

17.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是将生态型稳态功能碳与氧化还原催化剂混合制备复合材料，使污染水体或污染气体流经复合材料，污染水体或污染气体中的颗粒污染物、致病微生物或化学污染物的一种或多种得到过滤吸附富集并发生氧化还原催化反应，通过减少污染、减少温室气体释放和发展资源能源的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

18.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是将生态型稳态功能碳与生物活性物质构成立体生态系统，使污染水体或污染气体流经立体生态系统，提供有氧通风环境或厌氧环境，生态型稳态功能碳对污染水体或污染气体中的颗粒污染物、致病微生物或化学污染物的一种或多种进行过滤吸附富集或分解，在生态型稳态功能碳中的生物活性物质对过滤吸附富集的污染物再进行吸收降解净化，通过减少污染、节约资源能源和发展资源能源的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

19.如权利要求18所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“在生态型稳态功能碳中的生物活性物质”，是含有碳酸酐酶的生物细胞裂解液，以二氧化碳为底物，使二氧化碳流经生态型稳态功能碳和碳酸酐酶，气相的二氧化碳被生态型稳态功能碳吸附富集，被碳酸酐酶催化转变为液相的碳酸氢根，再转变为固相的碳酸盐沉淀，通过固定空气二氧化碳，实现高级生态型碳减排。

20.如权利要求18所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“在生态型稳态功能碳中的生物活性物质”，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物茎叶、藻类、微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯蚓、原生动物和微型后生动物的一种或多种，以污染水体或污染气体中的污染物的一种或多种为营养物质或底物，以二氧化碳为光合作用原料，使污染水体或污染气体流经生态型稳态功能碳和生物活性物质，提供有氧通风环境，污染水体或污染气体中的颗粒污染物、致病微生物和化学污染物的一种或多种得到富集利用和降解净化，通过固定二氧化碳、硝化氨氮和氮氧化物、减少污染和生产生态物质资源的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

21.如权利要求18所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“在生态型稳态功能碳中的生物活性物质”，是植物根系、植物根系活性分泌物、植物茎叶、藻类、微生物、酵母菌、真菌、酶、蚯蚓、原生动物和微型后生动物的一种或多种，以固体有机废弃物为营养物质或底物，以二氧化碳为光合作用原料，将生态型稳态功能碳、生物活性物质和固体有机废弃物混合，提供有氧通风环境，通过固定二氧化碳、降解净化固体有机废弃物、减少固体有机废弃物因自然分解所释放的温室气体、生产生态物质资源的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

22.如权利要求6所述的一种应对全球性气候变暖的生态型碳减排的系统化方法，其特征在于：所述的“功能化使用所述的生态型稳态功能碳，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排”，是将所述的植物性有机物质或动物性有机物质中的植物食品、植物种子或动物食品的一种或多种脱水干化后储存于金字塔仓库或沙漠中，或构成金字塔仓库的建筑材料，通过贮备食品种子、节约能源、降低消耗、减少污染物的排放、减少电磁污染的一种或多种，实现高级生态型碳减排或高级生态型非碳元素减排。

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