[发明专利]一种利用秸秆改性的生物质吸附剂的应用及制备方法

说明书

本发明为一种利用秸秆改性的生物质吸附剂的应用及制备方法，该秸秆改性的生物质吸附剂应用在去除气相中氯代芳烃中，应用过程为：将一定质量的改性生物质吸附剂加入到含有氯代芳烃的气体中，在吸附温度为50℃，气体总流量为60mL/min的条件下，吸附处理5‑90min。本发明利用乙酰化秸秆材料吸附气相中氯代芳烃，既为烟气中氯代芳烃脱除提供新方法，扩大了生物质改性材料的应用范围，同时本发明为农业废弃物秸秆的有效资源化利用提供了新思路。

技术领域

本发明属于吸附材料的制备技术领域，具体涉及一种利用秸秆改性的生物质吸附剂的应用及制备方法。

背景技术

在垃圾焚烧、化石燃料燃烧、铁矿石烧结等工业过程中会排放多种氯代芳烃，氯代芳烃多属于高毒性、难降解的持久性有机污染物，对环境和人类健康具有极大的危害，对氯代芳烃的削减技术研究已成为目前国内外环境化学领域关注的热点。消除焚烧烟气中氯代芳烃类污染物的技术主要有吸附法、生物降解法、光催化降解法、燃烧法、湿法催化氧化法、催化加氢脱氯法等。吸附法是目前较为成熟的控制技术，利用吸附剂将污染物吸附到固体材料表面，以到达从烟气中分离出污染物的目的。目前应用最多的吸附剂是活性炭，活性炭吸附性能优异，但通常制备过程包含无氧焙烧、化学活化两步，导致活性炭成本偏高。因此，开发制备成本较低的生物质吸附剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以秸秆为原料，经简单的化学改性，得到生物质吸附剂的新方法，本发明的生物质吸附剂可应用于烟气中氯代芳烃的吸附脱除。

本发明目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用秸秆改性的生物质吸附剂的应用，其特征在于该秸秆改性的生物质吸附剂应用在去除气相中氯代芳烃中，应用过程为：将一定量的改性生物质吸附剂加入到含有氯代芳烃的气体中，在吸附温度为50℃，气体总流量为60mL/min的条件下，吸附处理5-90min。

一种上述的利用秸秆改性的生物质吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)秸秆预处理：将秸秆洗净粉碎后，过筛，置入真空烘箱中烘干；

(2)秸秆的碱化：取干燥后的秸秆5g分散于100mL碱液中，超声震荡10-15min后取出，放入恒温水浴锅中，在60-75℃条件下恒温搅拌1-2h，过滤、洗涤至中性，再离心后放入烘箱中80℃条件下烘干至恒重，备用；

(3)秸秆的改性：称取碱化处理后的秸秆2g，加入冰醋酸20mL，乙酸酐2-8g，催化剂0.1-0.2g，60-80℃条件下恒温搅拌4-6h；待反应物自然冷却后对秸秆洗涤，最后在60℃下烘干至恒重，即得到秸秆改性的生物质吸附剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用乙酰化秸秆材料吸附气相中氯代芳烃，既为烟气中氯代芳烃脱除提供新方法，扩大了生物质改性材料的应用范围，同时本发明为农业废弃物秸秆的有效资源化利用提供了新思路。

本发明制备方法将秸秆制成粉末，再将秸秆粉末碱化，然后在催化剂作用下与乙酸酐发生乙酰化反应，对秸秆进行疏水化改性，通过乙酰化将羟基置换为乙酰基，用于烟气中氯代芳烃的吸附脱除；乙酰化改性前对秸秆进行碱化处理，使得纤维素分子间及分子内部部分氢键发生断裂，部分氢键的破坏能使纤维素发生溶胀，纤维素对反应试剂可及度增加，提高反应试剂的扩散速率，同时也提供较大的反应表面积，有利于乙酰化反应的进行，从而有助于提高了其吸附气体中氯代芳烃的能力。