[发明专利]一种改性香椿子水热炭的制备方法及其应用

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种改性香椿子水热炭的制备方法及应用。所述方法包括将香椿子粉末水热炭化处理后清洗至滤液无色且滤液pH为6.0～8.0，得到香椿子水热炭粗品；将香椿子水热炭粗品用改性剂浸润，然后将其在50～70℃的水浴环境下改性0.5～1.5h，再分别用盐酸、蒸馏水冲洗后干燥，即得改性后的香椿子水热炭；所述改性剂选自磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠。本发明拓展了水热炭的原料范围，所用原料价格低廉，且通过特定的处理后，进一步的提高了香椿子水热炭的吸附效率，对于采用生物质水热炭进行有机物的去除研究和应用具有重要的意义。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种改性香椿子水热炭的制备方法及应用。

背景技术

废水中有机污染物的去除常采用的有：蒸馏法、萃取法和吸附法。但是，蒸馏法和萃取法并不适用于低浓度的有机污染物的去除，吸附法则是一种很好的选择，常见的吸附剂有：生物炭、黏土、沸石、合成磷灰石、高分子树脂和金属有机框架，采用生物炭进行废水中有机污染物的去除是近年来一直在研究的热门领域。

水热炭是一种以生物质或其组分为原料，以水为溶剂和反应介质，经水热反应得到的以碳为主体，含氧官能团丰富的黑色固体产物。水热炭具有表面能小、流动性能优、生物相容性好以及化学稳定性好等特点，被广泛应用于催化剂载体、吸附剂材料和电极材料等。特别是利用生物质水热炭化的方法制备的水热炭，具有生产成本低廉、原料来源广泛、操作过程简单等优势。

因此，如何开发出更多种类、吸附效果更好水热炭，对增加水热炭的原料来源、降低生产成本具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种新的水热炭原料，即采用香椿子制备得到水热炭，并通过改性处理，制备得到的水热炭具有很好的有机物吸附效果。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：本发明提供一种改性香椿子水热炭的制备方法，包括以下步骤：将香椿子粉末水热炭化处理后清洗至滤液无色且滤液pH为6.0～8.0，得到香椿子水热炭粗品；将香椿子水热炭粗品用改性剂浸润，然后将其在50～70℃的水浴环境下改性0.5～1.5h，再分别用盐酸、蒸馏水冲洗后干燥，即得改性后的香椿子水热炭；所述改性剂选自磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠。

作为一种优选的实施方式，当改性剂为磷酸时，香椿子水热炭粗品直接用20％的磷酸浸润。

作为一种优选地实施方式，当改性剂为氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠中一种时，浸润步骤如下：将香椿子水热炭粗品与改性剂按照质量比(2～4):1混合，然后用蒸馏水浸润即可。

作为一种优选地实施方式，香椿子水热炭粗品的制备包括以下步骤：将香椿子粉碎后过60～100目筛网筛分，筛分后的香椿子粉末用去离子水浸润，180～250℃恒温炭化6～10h，自然冷却至室温，分别用乙醇、水抽滤，直到滤液无色且pH接近7，干燥，即得香椿子水热炭粗品。

作为一种优选地实施方式，所述准备方法如下：将80目筛网筛分后的香椿子粉末用去离子水浸润，220℃恒温炭化8h，自然冷却至室温，分别用乙醇、水抽滤，直到滤液无色且pH接近7，干燥，即得香椿子水热炭粗品；将香椿子水热炭粗品与氢氧化钾按照质量比3:1混合均匀，并用蒸馏水浸润，然后将其在60℃的水浴环境下改性1h，再分别用盐酸、蒸馏水冲洗后干燥，即得改性后的香椿子水热炭。

作为一种优选地实施方式，炭化时的升温程序为：由室温以0.5～1.5℃/min的速率升温至180～250℃后恒温。

本发明的目的还在于提供一种利用上述制备方法制备得到的水热炭。

本发明的目的还在于提供上述制备得到的水热炭在去除废水中有机污染物的应用。

作为一种优选地实施方式，所述有机污染物为吡啶。