[發(fā)明專利]一種夏威夷果殼/香榧果殼生物碳及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410169195.2
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103990431A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 夏紅霞;其他發(fā)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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化利用領域和污染環(huán)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(zhì)材料在缺氧或限氧條件下熱解，去除生物質(zhì)中的油和氣后剩下的固體物質(zhì)。生物碳具有優(yōu)異的吸附性能，能直接吸附廢水中的污染物質(zhì)；施用土壤后還可以改善土壤理化性質(zhì)、減少養(yǎng)分流失、促進作物生長、吸附固定土壤污染物質(zhì)，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(huán)境和農(nóng)業(yè)科學領域的研究熱點之一。現(xiàn)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(zhì)進行優(yōu)化組合制備高吸附性能生物碳的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(fā)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(fā)明的目的技術方案如下：

一種夏威夷果殼/香榧果殼生物碳制備方法如下，包括以下步驟：

（1）將收集的夏威夷果殼、香榧果殼粉碎過篩；

（2）將上述粉碎后的生物質(zhì)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(zhì)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(zhì)原料為混合生物質(zhì)，并對生物質(zhì)原料配比進行了篩選，所述夏威夷果殼、香榧果殼質(zhì)量比例為1～10：1，進一步優(yōu)選為2：1。

為確保熱解時的缺氧環(huán)境以及熱解效果，所述生物質(zhì)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(zhì)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(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明利用多種廢棄生物質(zhì)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(zhì)的資源化利用，實現(xiàn)以廢治廢的目的。將多種生物質(zhì)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81.8%、82.9%、86.3%和85.1%。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)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(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術人員可以根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。

實施例1

???一、一種夏威夷果殼/香榧果殼生物碳，按如下步驟制得：

1、生物質(zhì)原料預處理

將收集的夏威夷果殼、香榧果殼粉碎過篩80目篩。

2、制備方法

（1）將上述粉碎后的夏威夷果殼、香榧果殼按質(zhì)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(zhì)原料置于瓷坩堝中壓實，蓋上蓋子，在600℃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2h，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1.5102g，鉛濃度，鉛的去除率80.1%。

2、對鉻的去除

生物碳投加量1.5111g，鉻濃度，鉛的去除率81.3%。

3、對鋅的去除