[发明专利]一种生物碳吸附剂的制备方法

说明书

一种生物碳吸附剂的制备方法按下列步骤制得：取松仁壳、榛子壳粉碎、混合，加入催化剂水溶液，密封静置后置于样品舟中，通入氮气密闭热解，待反应结束冷却至室温取出与H₂O₂混匀，振荡器中震荡蒸馏水洗净后烘干，即获得高吸附性能生物碳。再将制备的高吸附性能生物碳与经过预处理后的电气石混合，制备生物碳/电气石吸附剂。利用本发明制备的吸附剂具有较好的吸附净化效能。净化实验结果表明，生物碳/电气石吸附剂对水中铬、铅、亚甲基蓝的去除率可高达85.9%、87.3%、82.4%。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种生物碳吸附剂的制备方法。

背景技术

随着工业化、城市化进程加快，人类面临着越来越严重的水资源短缺和污染问题。据资料显示，我国600多个城市中有一半左右的城市缺水，水污染造成的功能性缺水更使水资源短缺雪上加霜。据统计，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％---70％是由于水污染造成的。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，严重影响了我国经济、环境的可持续发展战略。

生物碳是生物质材料在缺氧或限氧条件下热解，去除生物质中的油和气后剩下的固体物质。相关研究表明，生物碳具有巨大的表面积和内部空隙，具有负电荷多、离子交换能力强、吸附性能优异等特点，不仅能直接吸附污染物质，施入土壤后还可改善土壤理化性质、减少养分流失、促进作物生长、吸附固定土壤污染物质，并能增加土壤碳库，减少温室气体排放。生物碳利用研究现已成为环境和农业科学领域研究的热点之一。制备生物碳的原料来源十分广泛，农田废弃物、生活垃圾、牲畜粪便等均可作为制备生物碳的原料，但不同生物质原料和热解温度制备的生物碳结构差异较大，对污染物质的吸附性能也各不相同，这也是近年来相关学者还在继续从事生物碳制备、改性方面研究的关键原因。此外，现有生物碳制备研究中多以单一原料制备生物碳，以混合物料制备生物碳的研究较少，尤其缺乏有目的性对生物质原料进行优化组合以制备高吸附性能生物碳方面的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物碳吸附剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种生物碳吸附剂的制备方法，其特征在于，它是按下列步骤制得：

A.电气石或木鱼石处理：

A1.将收集的电气石或木鱼石粉碎过20～500目筛；

A2.将粉碎后的电气石粉或木鱼石粉用浓度为0.1-10.0mol/L的硝酸溶液浸泡12h，质量体积比为电气石粉或木鱼石粉∶硝酸溶液＝1∶10，取出；

A3.将上述预处理过的电气石粉或木鱼石粉放入管式马弗炉中，于800℃条件下煅烧2h，取出备用；

B.生物碳/电气石或生物碳/木鱼石吸附剂制备：

B1.将生物碳和经过上述预处理的电气石粉末或木鱼石粉末混合备用；

B2.将聚乙烯醇和海藻酸钠混合，加热10～25min使溶解，随即加入电气石粉或木鱼石粉和制备的生物碳搅拌均匀成悬浮液，所述海藻酸钠∶聚乙烯醇∶电气石或木鱼石∶生物碳质量比为1∶1～10∶1～12∶1～20，冷却10～60min后用恒流泵以恒定流速连续地将悬浮液滴到质量百分含量为1～10％CaCl₂的硼酸溶液中固化，质量体积比为悬浮液∶CaCl₂的饱和硼酸溶液＝1∶10，固化时间为5～40h，后滤出制得复合微球，用水冲洗干净后晾干备用；

B3.将上述制备的复合微球置于管式马弗炉中，设置温度为50～600℃、压强为1～3MPa的环境下灼烧30～120min，取出，即获得生物碳/电气石或生物碳/木鱼石吸附剂；