[发明专利]一种生物质炭的制备及其对布洛芬的吸附

说明书

本发明属于水处理领域，具体涉及一种生物质炭的制备及其对布洛芬的吸附。具体方法为将稻壳干化、破碎、筛分后，与去离子水混匀，放入反应釜中加热炭化，清洗烘干后用H₂O₂活化，再次烘干形成炭化稻壳。将炭化稻壳用于含布洛芬的废水处理，可以有效去除废水中的布洛芬，吸附量可达34.00mg·g^‑1。本发明制得性能良好的炭化稻壳吸附材料。实现了废物的资源化，具有良好的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种生物质炭的制备及其对布洛芬的吸附。

背景技术

布洛芬是目前全球环境中检出频率最高的非甾体类抗炎药之一，痕量的布洛芬可通过食物链富集，在植物，动物体内蓄积。研究表明，布洛芬对水体生物具有慢性毒性。有效去除水体中的布洛芬已经成为当前亟待解决的问题。目前，常用去除布洛芬的方法包括化学法、生物法和吸附法。化学法效率高，投资成本较高，化学药剂会对水体产生二次污染。生物法成本低，但运行不稳定，效果较差，污水处理厂的传统活性污泥法无法有效将布洛芬去除。吸附法效果稳定，价格低，取材广，已被广泛应用于含布洛芬废水的去除研究中。基于循环经济的理念，开发废弃物吸附材料，在解决废弃物处理处置问题的同时，实现污水的处理，具有环境效益和经济效益。

生物质炭作为一种新兴可再生资源，具有价格低、来源广、比表面积大和官能团丰富等优点，近年来被广泛应用于废水处理。如申请号为CN201610892445.4的专利公开了一种芦竹生物质炭吸附剂的制备系统及制备方法；申请号为CN201610307188.3的专利公开了一种强磁分离-磁性生物质炭吸附的水体净化方法及装置；申请号为CN201410093243.4的专利公开了一种核桃壳生物质炭吸附剂去除废水中活性艳红K-2G染料的方法；申请号为CN201510455042.9的专利公开了一种废菌棒水热生物质炭吸附材料的生产方法。中国是世界第一产稻大国，每年稻谷产量达4亿多吨，占世界总产量的1/3以上。稻壳是稻米加工的副产物，作为一种产量大、资源丰富的生物质，具有易于收集和低成本等优点。稻壳是一种高附加值的副产品，如果处理不当不仅会污染环境，也是对生物质资源的浪费。因此，通过将生物质炭化，获得一种官能团丰富、比表面积大、理化性质稳定、吸附能力强的生物质炭材料，不仅可以有效利用稻壳，而且能够达到以废治废的目的。因此，将炭化稻壳应用于制备布洛芬吸附材料具有实际意义。

发明内容

为了克服以上技术存在的问题，本发明旨在提供一种稻壳生物质炭布洛芬吸附剂，通过将稻壳干化、破碎、筛分后，与去离子水混匀，放入反应釜中加热炭化，清洗烘干后用H₂O₂活化，再次烘干形成炭化稻壳。

本发明提出的一种炭化稻壳布洛芬吸附材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将稻壳烘干，粉碎，过筛；

(2)取干化稻壳与去离子水混和均匀；

(3)将混合液倒入150ml四氟乙烯内衬的反应釜中，放入在马弗炉中加热；

(4)将加热后的稻壳用去离子水和乙醇分别洗三次，放入烘箱烘干；

(5)取(4)中的稻壳在H₂O₂中活化，烘干即得到炭化稻壳吸附材料。

优选的，步骤(1)中烘干条件为80℃，12h，稻壳过筛后粒径≤1mm；

优选的，步骤(2)中干化稻壳添加量为8g，去离子水体积为90ml；

优选的，步骤(3)中马弗炉加热条件为180-240℃，8h，升温速率为5℃·min^-1；

优选的，步骤(4)中烘干条件为80℃，24h；