[發明專利]一種多孔生物炭及其制備方法

在審

• 申請號: 202110078498.3
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112892480A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 鄭科
• 申請（專利權）人: 宜春惠眾生物能源有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/08;C02F1/28
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發明公開了一種多孔生物炭及其制備方法，屬于生物炭制備技術領域，其包括生物炭本體和附著在所述生物炭本體表面的碳顆粒，所述碳顆粒表面和/或所述生物炭本體表面帶有親水性基團，所述生物炭本體的孔道內填充有納米磁性形狀記憶合金顆粒，本發明其表面附著的碳顆粒可以增加比表面積和吸附位點的數量，從而提高其比表面積，同時引入的親水基團，更利于液滴的附著，同時在孔道內填充納米磁性形狀記憶合金顆粒，由于其具有優異的彈性性能，一方面能夠防止原料之間的團聚現象，另一方面進入孔道的合金顆粒能夠起到支撐的作用，防止生物炭孔道的坍塌，保證生物炭多孔的穩定性，同時磁性顆粒還利于重金屬的吸附。

技術領域

本發明涉及生物炭制備技術，具體涉及一種多孔生物炭及其制備方法。

背景技術

近年來，生物炭作為一種新型環境材料，因具有制備來源廣泛、生產成本低廉、對污染物去除能力強的特點，成為在土壤、水體和空氣環境介質的污染防治中有力武器。因此，如何制作一種多孔生物炭極為重要。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種多孔生物炭及其制備方法。

本發明的技術解決方案如下：

一種多孔生物炭，包括生物炭本體和附著在所述生物炭本體表面的碳顆粒，所述碳顆粒表面和/或所述生物炭本體表面帶有親水性基團，所述生物炭本體的孔道內填充有納米磁性形狀記憶合金顆粒。

優選地，所述納米磁性形狀記憶合金顆粒為納米Fe基形狀記憶合金顆粒。

本發明還提供一種多孔生物炭的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將生物炭呈多層間隙放置，并在持續流通的高爐尾氣中進行燒蝕，制得前驅體；

步驟二：將步驟一中的前驅體和納米磁性形狀記憶合金顆粒，在高壓反應器中進行攪拌，制得中間體；

步驟三：將步驟二中的中間體進行紫外輻射處理，制得多孔生物炭。

優選地，所述步驟一中，將生物炭呈多層間隙放置之前，對生物炭進行預處理，具體為將其表面涂覆有機膠。

優選地，所述步驟一中，按體積占比算，高爐尾氣的氣體成分為：一氧化碳含量20-35％，二氧化碳含量19-42％，氮氣含量41-69％，氧含量0.1-0.5％，其余為雜質氣體。

優選地，所述步驟一中，多層間隙放置具體的間隙為10-30cm。

優選地，所述步驟一中，高爐尾氣的體積流量為60-80mL/min。

優選地，所述步驟三中，紫外輻射處理的具體方法為：在100-380nm波長范圍內的紫外輻射燈照射，照射過程中保持中間體溫度在100-150℃，照射時間為10-20h，期間，每3-5h將中間體翻動1次，并再次放入臭氧接觸柱中作用5-10min。

優選地，所述前驅體和納米磁性形狀記憶合金顆粒的質量比為10:0.1-2。

優選地，所述步驟二中，攪拌速率為1000-1800r/min。

本發明至少具有以下有益效果之一：

(1)本發明的一種多孔生物炭，生物炭本體由植物細胞的原始管狀結構造成的孔道，另外其表面附著的碳顆粒可以增加比表面積和吸附位點的數量，從而提高其比表面積，同時引入的親水基團，更利于液滴的附著，同時在孔道內填充納米磁性形狀記憶合金顆粒，由于其具有優異的彈性性能，一方面能夠防止原料之間的團聚現象，另一方面進入孔道的合金顆粒能夠起到支撐的作用，防止生物炭孔道的坍塌，保證生物炭多孔的穩定性，同時磁性顆粒有靜電吸附作用，還可以提高材料表面電位，有利于重金屬在吸附表面的富集，還利于重金屬的吸附。