[發明專利]一種碧根果殼/高粱秸稈生物碳及其制備方法

有效

• 申請號: 201410169193.3
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103990430A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 夏紅霞;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及農業有機廢棄物資源化利用領域和污染環境治理領域，尤其涉及一種對重金屬離子高吸附性能生物碳及其制備方法。

背景技術

生物炭是生物質材料在缺氧或限氧條件下熱解，去除生物質中的油和氣后剩下的固體物質。生物碳具有優異的吸附性能，能直接吸附廢水中的污染物質；施用土壤后還可以改善土壤理化性質、減少養分流失、促進作物生長、吸附固定土壤污染物質，并能起到土壤碳庫增匯減排的作用。因此，生物炭已成為近年來環境和農業科學領域的研究熱點之一?，F有生物碳制備中，多以單一原料制備生物碳，以混合物料制備生物碳的研究較少，尤其缺乏有目的性對生物質進行優化組合制備高吸附性能生物碳的研究。

發明內容

一種碧根果殼/高粱秸稈生物碳及其制備方法，該生物碳處理重金屬廢水效果較好。

本發明的另一目的在于提供上述高吸附性能生物碳的制備方法。

本發明的又一目的在于提供上述高吸附性能生物碳的使用方法。

本發明的目的技術方案如下：

一種碧根果殼/高粱秸稈生物碳及其制備方法如下，包括以下步驟：

（1）將收集的碧根果殼、高粱秸稈粉碎過篩；

（2）將上述粉碎后的生物質按一定比例混勻，加入稀鹽酸攪拌混勻，密封靜置24h，再加入硝酸銫溶液混勻密封靜置12h，自然風干。

（3）將上述處理過得生物質置于瓷坩堝中壓實，蓋上蓋子進行厭氧熱解；熱解反應結束后，待坩堝冷卻至室溫后取出。

（4）將上述制備的生物碳與一定濃度的H₂O₂混勻，在振蕩器中震蕩24h取出，用蒸餾水洗凈后烘干，即獲得高吸附性能生物碳。

為提高制備生物碳的吸附性能，所述生物質原料為混合生物質，選用碧根果殼、高粱秸稈。

為進一步提高制備生物碳的吸附性能，對上述生物質原料配比進行了篩選，所述碧根果殼、高粱秸稈質量比例為1～10：1，進一步優選為2：1。

為確保熱解時的缺氧環境以及熱解效果，所述生物質原料粉碎粒徑為20～100目。

所述稀鹽酸濃度為0.5-2.5mol/L，硝酸銫溶液濃度為0.05-1.5mol/L）。

所述生物質熱解溫度400～700℃，熱解時間60-300min，升溫速度為5-15℃/min。

所述H₂O₂濃度為1～10%。

本發明具有如下的有益效果：

本發明利用多種廢棄生物質混合熱解制備對重金屬離子具有較高吸附性能的生物碳，可進一步促進廢棄物質的資源化利用，實現以廢治廢的目的。將多種生物質混合制備生物碳，可確保制備的生物碳的吸附性能，提高生物碳的凈化效果。制備的生物碳對水中鉛、鉻、鋅、銅的最高去除率可達86.9%、85.3%、84.7%和86.9%。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員可以根據上述發明內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。

實施例1

???一、一種碧根果殼/高粱秸稈生物碳及其制備方法，按如下步驟制得：

1、生物質原料預處理

將收集的碧根果殼、高粱秸稈粉碎過篩80目篩。

2、制備方法

（1）將上述粉碎后的碧根果殼、高粱秸稈按質量1：1比例混勻，加入1.5mol/L的鹽酸溶液攪拌均勻，密封靜置24h，再加入0.1mol/L硝酸銫溶液5ml混勻，密封靜置12h，自然風干。

（2）將上述處理過的生物質原料置于瓷坩堝中壓實，蓋上蓋子，在500℃條件下熱解120min，熱解升溫速度為10℃/min。熱解反應結束后，待坩堝冷卻至室溫后取出。

（3）將上述制備的生物碳與濃度為1.0mol/L的H₂O₂混勻，在振蕩器中以400r/min速度震蕩24h取出，用蒸餾水洗凈烘干，即獲得高吸附性能生物碳。

二、將上述制得的生物碳凈化處理重金屬廢水

取100mL自制重金屬廢水于250ml燒杯中，制備的生物碳，在20℃條件下以200r/min震蕩3h，取出以4000r/min離心20min，測定水中重金屬含量，通過計算即可得出生物碳對廢水中重金屬的去除率。

三、實驗結果

1、對鉛的去除

生物碳投加量1.5009g，鉛濃度，鉛的去除率82.2%。