[發(fā)明專利]一種改性核桃殼生物炭的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910168720.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN109759017A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭琴;謝順碧;李彥林;安繼斌;石光友;楊艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;C01B32/318;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 重慶晶智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

一種改性核桃生物炭的制備方法是以核桃殼、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿為原材料，包括核桃殼的前處理、隔氧碳化、酸改性、堿改性、洗滌烘干等步驟。本發(fā)明原料來源核桃殼，原料簡單易得，變廢為寶，不僅可以解決核桃殼廢物處理的問題，還提供了一種對(duì)廢水中Cu²⁺、Cr³⁺具有高吸附量的活性炭材料，對(duì)廢水中單一Cu²⁺溶液的去除率可達(dá)98.1%，對(duì)復(fù)合Cu²⁺溶液的去除率可達(dá)98.1%；對(duì)廢水中單一Cr³⁺溶液的去除率為94.1%，對(duì)復(fù)合Cr³⁺溶液的去除率為89.1%，吸附性能好，材料穩(wěn)定性好，常溫條件下放置1年，其對(duì)Cu²⁺、Cr³⁺的吸附性能不變，制備方法簡單易行，值得市場推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)農(nóng)林廢棄物資源化利用和環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種改性核桃殼生物炭的制備方法。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)污灌、工業(yè)廢水和生活污水的大量排放導(dǎo)致實(shí)際環(huán)境中重金屬元素幾乎很少以單一形式存在，多為兩種或多種元素共存，即多種重金屬元素形成復(fù)合污染。科學(xué)領(lǐng)域關(guān)于重金屬單一污染的吸附研究已不勝枚舉，但是重金屬污染物來源廣、形態(tài)多樣、含量差異大，不僅要考慮單一污染模式，更應(yīng)該考慮實(shí)際情況中的多元重金屬復(fù)合污染。

處理重金屬污染廢水的方法有很多種，比如化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜分離法、生物絮凝法、電化學(xué)法、吸附法等。其中，吸附法由于其具有吸附條件簡單、節(jié)能環(huán)保、操作容易、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)而被用作重金屬污染治理技術(shù)。

生物炭(Biochar)是一類農(nóng)林廢棄物資源化利用的環(huán)境友好型材料，其來源廣、成本低、易于生產(chǎn)，作為碳基吸附劑在環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)用中潛力巨大。生活中的果殼廢棄物，例如核桃殼，結(jié)構(gòu)致密，含較多的固定碳，揮發(fā)組份含量較高而灰分較少，是制備生物炭的優(yōu)良原料。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)林廢棄物資源豐富，通常將其直接焚燒，不僅沒有讓資源得到合理的應(yīng)用，而且燃燒釋放的污染物會(huì)引發(fā)一系列的環(huán)境問題。

經(jīng)查閱專利文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)已有一些將秸稈、樹枝、果殼、動(dòng)物糞便制成生物炭并投用于水體中吸附重金屬，然而吸附條件單一、吸附效果不太理想，特別是吸附廢水中的銅離子、鉻離子，而同步吸附廢水中的銅離子、鉻離子，效果更差；另一方面，傳統(tǒng)的生物炭依然存在生產(chǎn)成本較高，銷售價(jià)格昂貴，而制得的成品生物炭還存在放置穩(wěn)定性較差，使得吸附性能下降等技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改性核桃殼生物炭的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：

一種改性核桃生物炭的制備方法，其特征在于，它是以核桃殼、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿為原材料，包括核桃殼的前處理、隔氧碳化、酸改性、堿改性、洗滌烘干等步驟。

進(jìn)一步，所述強(qiáng)酸為硝酸、鹽酸、硫酸、高錳酸鉀中的一種或多種；所述強(qiáng)堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇中的一種或多種。

進(jìn)一步，所述核桃殼的前處理是將收集的核桃殼剔除表面雜質(zhì)，然后用水洗凈，洗凈之后，置于鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)置溫度為60~80℃干燥18~24小時(shí)，取出，置于萬能粉碎機(jī)中，粉碎過10~20目篩，得核桃殼細(xì)顆粒，備用。

進(jìn)一步，為了使得核桃殼生物炭具有優(yōu)異的孔結(jié)構(gòu)，上述隔氧碳化是取前處理后的核桃殼細(xì)顆粒置于坩堝中壓實(shí)，蓋上蓋子，再將其放置于以氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣的管式爐中，以5~10℃·min^-1的升溫速率加熱至300℃~500℃，炭化2~4h，再以5~10℃·min^-1的降溫速率冷卻至25~30℃后取出，用蒸餾水沖洗去除灰分，直至洗液呈中性，然后置于鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)置溫度60~80℃干燥18~24小時(shí)，取出，即得核桃殼生物炭材料。