[发明专利]染料吸附的改性生物炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种染料吸附的改性生物炭及其制备方法。将农作物秸秆进行清洗、晾干；晾干后的农作物秸秆加入粉碎机中进行两次粉碎并过筛；粉碎物加入热解炉中热解，热解过程中通入氮气，得到生物炭；将生物炭加入浓硫酸中进行初步氧化，之后加入浓硝酸中进行混合氧化，得到氧化生物炭；氧化生物炭加入煅烧炉中，并不断通入氮气，煅烧后冷却至室温，得到改性生物炭；将改性生物炭进行研磨，即得到染料吸附的改性生物炭。本发明得到的改性生物炭，具有对有机染料吸附效果好的特定性能，稳定性强，吸附时间长，有利于提高对染料的吸附效果。

技术领域

本发明涉及改性生物炭制备技术领域，具体为一种染料吸附的改性生物炭及其制备方法。

背景技术

生物炭，指在缺氧的条件下把生物质进行高温处理，生物质中的油和气燃烧掉，剩下的就是生物炭。生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，相当于把碳封存进了土壤，有助于减缓全球变暖，全世界范围内引发了对生物炭技术的广泛兴趣。用生物炭捕捉碳元素相当稳定，能将碳元素“锁”在地下数百年，并让土壤变得更肥沃；另外还可以减少二氧化氮和甲烷等温室气体的排放。

生物炭是一种稳定的高度芳香化的含碳固态物质，可以通过动植物等农林废弃物的生物质碳化裂解合成，具有丰富的孔结构、大的比表面积，以及化学和生物学稳定性较高等优势，在污水处理中有很好的前景。与活性炭相比生物炭具有廉价和原料来源广泛的优点，但目前所采用的生物炭对有机染料的吸附效果不理想，因此，有必要对其进一步改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种染料吸附的改性生物炭及其制备方法，从而进一步提高生物炭对染料的吸附效果。

为解决以上技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种染料吸附的改性生物炭制备方法，包括以下步骤：

A、将农作物秸秆进行清洗、晾干；

B、将晾干后的农作物秸秆加入粉碎机中进行两次粉碎并过筛；

C、将过筛后的粉碎物加入热解炉中热解，热解过程中通入氮气，得到生物炭；

D、将生物炭加入浓硫酸中进行初步氧化，之后加入浓硝酸中进行混合氧化，得到氧化生物炭；

E、将氧化生物炭加入煅烧炉中，并不断通入氮气，煅烧后冷却至室温，得到改性生物炭；

F、将改性生物炭进行研磨，即得到染料吸附的改性生物炭。

进一步地，所述步骤B中一次粉碎速率为300～500转/分，时间为5min～8min，之后过100目筛，将粉碎后的残渣再次进行粉碎，粉碎速率为2000～3000转/分，时间为10min～14min，之后过80目筛。

进一步地，所述步骤C中热解温度为500～700℃，通入氮气流量为3～5L/min，通入时间为10min～15min，热解时间为50～60min，之后缓慢冷却至室温。

进一步地，所述步骤E中煅烧温度为400～500℃，时间为30～50min，之后降温至200℃，恒温30min，之后缓慢冷却至室温。

进一步地，步骤A中所述的农作物秸秆选自玉米或高粱秸秆中的一种。

根据本发明的另一方面，提供一种由以上制备方法制备得到的改性生物炭。

此外，本发明的另一方面提供了改性生物炭用于染料吸附的应用。

与现有技术相比，本发明采用的制备方法操作简单，充分利用了废弃的农作物秸秆，实现了农业废弃物资源化利用，达到保护环境的目的，具有良好的社会效益和环境效益。