Conocarpus wastes were pyrolyzed at different temperatures (200–800 °C) to investigate their impact on characteristics and chemical composition of biochars. As pyrolysis temperature increased, ash content, pH, electrical conductivity, basic functional groups, carbon stability, and total content of C, N, P, K, Ca, and Mg increased while biochar yield, total content of O, H and S, unstable form of organic C and acidic functional groups decreased. The ratios of O/C, H/C, (O + N)/C, and (O + N + S)/C tended to decrease with temperature. The data of Fourier transformation infrared indicate an increase in aromaticity and a decrease in polarity of biochar produced at a high temperature. With pyrolysis temperature, cellulose loss and crystalline mineral components increased, as indicated by X-ray diffraction analysis and scanning electron microscope images. Results suggest that biochar pyrolized at high temperature may possess a higher carbon sequestration potential when applied to the soil compared to that obtained at low temperature.

Biochar is a carbon-rich by-product of the thermal conversion of organic feedstocks and is primarily used as a soil amendment. Identification and quantification of biochar properties are important to ensure optimal outcomes for agricultural or environmental applications. Advanced spectroscopic techniques have recently been adopted in biochar characterization. However, biochar characterization approaches rely entirely on the user's choice and accessibility to the new technology. The selection of proper methods is vital to accurately and consistently assess biochar properties. This review critically evaluates current biochar characterization methods of proximate, ultimate, physicochemical, surface and structural analyses, and important biochar properties for various applications.

The objective of this study was to assess the use of Concarpus biochar as a soil amendment for reducing heavy metal accessibility and uptake by maize plants (Zea mays L.). The impacts of biochar rates (0.0, 1.0, 3.0, and 5.0% w/w) and two soil moisture levels (75% and 100% of field capacity, FC) on immobilization and availability of Fe, Mn, Zn, Cd, Cu and Pb to maize plants as well as its application effects on soil pH, EC, bulk density, and moisture content were evaluated using heavy metal-contaminated soil collected from mining area. The biochar addition significantly decreased the bulk density and increased moisture content of soil. Applying biochar significantly reduced NH4OAc- or AB-DTPA-extractable heavy metal concentrations of soils, indicating metal immobilization. Conocarpus biochar increased shoot dry biomass of maize plants by 54.5-102% at 75% FC and 133-266% at 100% FC. Moreover, applying biochar significantly reduced shoot heavy metal concentrations in maize plants (except for Fe at 75% FC) in response to increasing application rates, with a highest decrease of 51.3% and 60.5% for Mn, 28% and 21.2% for Zn, 60% and 29.5% for Cu, 53.2% and 47.2% for Cd at soil moisture levels of 75% FC and 100% FC, respectively. The results suggest that biochar may be effectively used as a soil amendment for heavy metal immobilization and in reducing its phytotoxicity.

Environmental management through effective utilization of biowastes has been a topic of intensive research in recent years. This study examines the effect of pyrolysis temperature on the physical and morphological characteristic of biochar (BC) derived from lignocellulosic wastes. The biochar was prepared by pyrolysing date palm biomass at various temperatures, i.e., 300, 400, 500, 600, and 700 °C. These pyrolysed biochars were then characterized for their carbon content, mineral compositions, chemical functionalities, and morphological structures, for understanding their physicochemical characteristics and microstructural evolution. It was revealed that the pyrolytic condition plays a key role in the formation of biochar microstructure. These biochar samples were then utilized without any further treatments/purifications for their practical application as reinforcement materials for polymer composites. They were blended with a polypropylene matrix by a melt mixing technique followed by injection molding process. The type of biochar was found to significantly affect the composites properties. Differences in microstructure, surface chemistry, and chemical compositions of BCs were observed to be determining factors affecting the compatibility and thermomechanical properties of resulted composites.

Abstract In this study, a greenhouse pot experiment with maize ( Zea mays L .) was conducted using treatments consisting of a control (CK), inorganic fertilizer of NPK (INF), and 1% and 3% (wt/wt) of olive mill solid waste (OMSW)-derived biochar (BC) at various pyrolytic temperatures (300–700 °C). The goal was to investigate potential negative versus positive effects of BC on pH, electrical conductivity (EC), and nutrient (P, K, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, and Cu) availability in a calcareous loamy sandy soil. The results showed that application of OMSW-derived BC, especially with increasing pyrolysis temperature and/or application rate, significantly increased soil pH, EC, NH 4 OAc-extractable K, Na, Ca, and Mg, and ammonium bicarbonate-diethylenetriaminepentaacetic acid (AB-DTPA)-extractable Fe and Zn, while AB-DTPA-extractable Mn decreased. The application of 1% and 3% BC, respectively, increased the NH4OAc-extractable K by 2.5 and 5.2-fold for BC300, by 3.2 and 8.0-fold for BC500, and by 3.3 and 8.9-fold for BC700 compared with that of untreated soil. The results also showed significant increases in shoot content of K, Na, and Zn, while there were significant decreases in shoot content of P, Ca, Mg, and Mn. Furthermore, no significant effects were observed for growth of maize plants as a result of biochar BC addition. In conclusion, OMSW-derived BC can potentially have positive effects on the enhancement of soil K availability and its plant content but it reduced shoot nutrients, specifically P, Ca, Mg, and Mn; therefore, application of OMSW-derived BC to calcareous soil might be restricted.