[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)炭的制備及其對(duì)布洛芬的吸附

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810632589.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108816189A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴元生;于大洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/34
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本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)炭的制備及其對(duì)布洛芬的吸附。具體方法為將稻殼干化、破碎、篩分后，與去離子水混勻，放入反應(yīng)釜中加熱炭化，清洗烘干后用H₂O₂活化，再次烘干形成炭化稻殼。將炭化稻殼用于含布洛芬的廢水處理，可以有效去除廢水中的布洛芬，吸附量可達(dá)34.00mg·g^?1。本發(fā)明制得性能良好的炭化稻殼吸附材料。實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)炭的制備及其對(duì)布洛芬的吸附。

背景技術(shù)

布洛芬是目前全球環(huán)境中檢出頻率最高的非甾體類抗炎藥之一，痕量的布洛芬可通過(guò)食物鏈富集，在植物，動(dòng)物體內(nèi)蓄積。研究表明，布洛芬對(duì)水體生物具有慢性毒性。有效去除水體中的布洛芬已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。目前，常用去除布洛芬的方法包括化學(xué)法、生物法和吸附法。化學(xué)法效率高，投資成本較高，化學(xué)藥劑會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生二次污染。生物法成本低，但運(yùn)行不穩(wěn)定，效果較差，污水處理廠的傳統(tǒng)活性污泥法無(wú)法有效將布洛芬去除。吸附法效果穩(wěn)定，價(jià)格低，取材廣，已被廣泛應(yīng)用于含布洛芬廢水的去除研究中。基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，開(kāi)發(fā)廢棄物吸附材料，在解決廢棄物處理處置問(wèn)題的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污水的處理，具有環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

生物質(zhì)炭作為一種新興可再生資源，具有價(jià)格低、來(lái)源廣、比表面積大和官能團(tuán)豐富等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于廢水處理。如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610892445.4的專利公開(kāi)了一種蘆竹生物質(zhì)炭吸附劑的制備系統(tǒng)及制備方法；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201610307188.3的專利公開(kāi)了一種強(qiáng)磁分離-磁性生物質(zhì)炭吸附的水體凈化方法及裝置；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410093243.4的專利公開(kāi)了一種核桃殼生物質(zhì)炭吸附劑去除廢水中活性艷紅K-2G染料的方法；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510455042.9的專利公開(kāi)了一種廢菌棒水熱生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法。中國(guó)是世界第一產(chǎn)稻大國(guó)，每年稻谷產(chǎn)量達(dá)4億多噸，占世界總產(chǎn)量的1/3以上。稻殼是稻米加工的副產(chǎn)物，作為一種產(chǎn)量大、資源豐富的生物質(zhì)，具有易于收集和低成本等優(yōu)點(diǎn)。稻殼是一種高附加值的副產(chǎn)品，如果處理不當(dāng)不僅會(huì)污染環(huán)境，也是對(duì)生物質(zhì)資源的浪費(fèi)。因此，通過(guò)將生物質(zhì)炭化，獲得一種官能團(tuán)豐富、比表面積大、理化性質(zhì)穩(wěn)定、吸附能力強(qiáng)的生物質(zhì)炭材料，不僅可以有效利用稻殼，而且能夠達(dá)到以廢治廢的目的。因此，將炭化稻殼應(yīng)用于制備布洛芬吸附材料具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服以上技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種稻殼生物質(zhì)炭布洛芬吸附劑，通過(guò)將稻殼干化、破碎、篩分后，與去離子水混勻，放入反應(yīng)釜中加熱炭化，清洗烘干后用H₂O₂活化，再次烘干形成炭化稻殼。

本發(fā)明提出的一種炭化稻殼布洛芬吸附材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)將稻殼烘干，粉碎，過(guò)篩；

(2)取干化稻殼與去離子水混和均勻；

(3)將混合液倒入150ml四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，放入在馬弗爐中加熱；

(4)將加熱后的稻殼用去離子水和乙醇分別洗三次，放入烘箱烘干；

(5)取(4)中的稻殼在H₂O₂中活化，烘干即得到炭化稻殼吸附材料。

優(yōu)選的，步驟(1)中烘干條件為80℃，12h，稻殼過(guò)篩后粒徑≤1mm；

優(yōu)選的，步驟(2)中干化稻殼添加量為8g，去離子水體積為90ml；

優(yōu)選的，步驟(3)中馬弗爐加熱條件為180-240℃，8h，升溫速率為5℃·min^-1；

優(yōu)選的，步驟(4)中烘干條件為80℃，24h；