[发明专利]一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法和生物炭的应用

说明书

本发明为一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法和生物炭的应用。一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法，包括以下步骤：(1)预处理：将西帕依固龈液药渣通风晒干后，粉碎，得预处理药渣；(2)将预处理药渣进行无氧炭化，得所述生物炭。本发明所述的一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法，该方法以西帕依固龈液药渣为原材料，废弃物再利用，有益于环境保护，并且工艺简单，产率高；制备的生物炭表面具有疏松多孔特征，生物炭表面官能团包括羧基、酚羟基、羰基、酸酐、内酯等多种基团，使生物炭具有良好的吸附特性，可以有效吸附废水中重金属铅。

技术领域

本发明属于生物炭的技术领域，具体涉及一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法和生物炭的应用。

背景技术

铅(Pb)是自然环境中45种重金属元素之一。铅主要应用在铅酸蓄电池、铅板、铅管、焊料、印染、皮革、农药和铅弹等领域。铅在水体和土壤环境中具有富集性，难以被微生物降解，被植物或者动物吸收并富集后，通过食物链进入人体，从而对人类身体健康造成危害。在我国，每年释放到环境中铅的量为3.5万吨，而绝大部分铅都进入了水体和土壤环境，其中70％以上排放的铅最终汇集进入土壤环境。我国土壤重金属污染进入集中多发期，其中东部人口密集区的铅污染更为严重。因此，环境中的铅污染问题亟待解决。

生物炭是富含碳的生物质通过热裂解的方法在缺氧或者少氧的条件下制备而成的一种富有孔隙结构、含碳量高的碳化物。由于其具有比表面积大和微孔结构等特性，能显著的吸附水体中的重金属；同时生物炭的制备方法相对简单。因此，生物炭被认为是一种新型的环境修复材料，可以用于吸附废水中的重金属铅。

生物炭制备的原料来源广泛，一般如木材、秸秆、污泥等都可以作为原料，因为生物炭的性质主要受原材料、温度的影响。不同生物质材料含有的纤维素、半纤维素、木质素的比重不同，组织结构不同，碳化物的孔隙结构不同，导致生物炭的理化性质、表面结构差异显著。因此，生物炭的吸附性能也存在较大差异。

我国是中药药材种植使用量最大的国家，而中药材被使用后产生了很多中药药渣。中药药渣多被作为燃料焚烧或当作垃圾废弃，其随意堆放或者不合理处理都可能造成严重的环境污染问题，也对资源是极大的浪费。“西帕依固龈液”是国家中药保护品种、国家专利产品及新疆维吾尔自治区高新技术产品，已列入国家医保目录。西帕依固龈液作为一种有效抑菌漱口剂，该产品的销售量在逐年增长，随之产生的药渣也不断增加。西帕依固龈液药渣含有丰富的C、H、Na、K、P、Ca、Mn、Mg、Cu、Zn等多种元素，还含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素。鉴于以上西帕依固龈液药渣的特性，通过制备生物炭的方式，可以实现高附加值的转化，制备出吸附性能比较好的生物炭。由此我们提出一种采用西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法及生物炭的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法，该方法利用废弃物资源，工艺简单，产率高。

为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

一种西帕依固龈液药渣制备生物炭的方法，包括以下步骤：

(1)预处理：将西帕依固龈液药渣通风晒干后，粉碎，得预处理药渣；

(2)将预处理药渣进行无氧炭化，得所述生物炭。

进一步的，所述步骤(1)中，所述通风晒干后，粉碎并过150-250目筛；

所述步骤(2)的具体操作步骤为：

在通入保护气体的条件下，将预处理药渣在不小于200℃下热解1-2h，再自然冷却至室温，得所述生物炭。

再进一步的，所述步骤(1)中，所述通风晒干后，粉碎并过200目筛；

所述步骤(2)中，所述热解温度的升温速度为5-10℃/min。