[发明专利]一种花生壳基生物炭及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种花生壳基生物炭及其制备方法和应用。本发明的花生壳基生物炭的制备方法包括以下步骤：先用硅酸钠溶液浸泡花生壳，再置于保护气氛中进行热解，即得花生壳基生物炭。本发明通过硅酸钠的作用在生物炭上引入二氧化硅，影响源于生物炭的碳酸钙形态，提高了生物炭自身所含金属离子Ca²⁺的反应活性，得到的花生壳基生物炭对污水中磷的去除能力强，且其制备工艺简单，适合大面积推广应用。

技术领域

本发明涉及生物质应用技术领域，具体涉及一种花生壳基生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

磷是水环境中的一项基本营养物质，也是人类和各种动植物生存必不可少的元素。天然环境中磷的浓度较低，主要是因为磷容易被动植物吸收。含磷生活污水和含磷工业废水会导致水环境中的磷含量超标，水环境中磷含量过高则是造成水体富营养化的重要原因，而水体富营养化已经逐渐成为影响全球可持续发展的环境问题之一。水体富营养化不仅会造成藻类和浮游生物大量繁殖，使水中的溶解氧降低，水生生物大面积死亡，最终降低了生物多样性和稳定性，而且还会影响水质以及影响人类的正常生活。因此，采用有效的措施控制水体中磷的含量至关重要。

目前，常用除磷方法有化学法、生物法和吸附法。化学法除磷效率高且稳定，但污泥的处理处置一直是广受困扰的问题，且该方法的投资和运行费用较高。生物法除磷运行费用低、耗能低、操作管理简单，但可能会存在磷再次释放的问题，且稳定性较差。吸附法除磷具有操作简单、高效、快速、成本较低的优势，是最具实际应用前景的除磷方法。

吸附法除磷的关键在于获得性能优异的吸附剂。目前，在各种吸附剂中，生物炭因具有原料来源广泛、容易获取等优势，且还可以实现废弃物的资源化利用，受到了国内外研究人员的广泛关注。然而，现有的生物炭材料对于磷的吸附效果很低，根本就无法满足实际应用需求。

因此，亟需开发一种对磷的吸附效果更加优异的生物炭。

发明内容

本发明的目的在于提供一种花生壳基生物炭及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种花生壳基生物炭的制备方法包括以下步骤：先用硅酸钠溶液浸泡花生壳，再置于保护气氛中进行热解，即得花生壳基生物炭。

优选的，一种花生壳基生物炭的制备方法包括以下步骤：先将花生壳粉碎和过筛，再用硅酸钠溶液浸泡，再置于保护气氛中进行热解，再进行研磨和过筛，即得花生壳基生物炭。

优选的，所述花生壳、硅酸钠溶液的添加量比为1g:3mL～1g:30mL。

优选的，所述花生壳进行过干燥处理，干燥温度为60℃～80℃。

优选的，所述硅酸钠溶液的质量分数为1％～10％。

优选的，所述浸泡的时间为2h～4h。

优选的，所述保护气氛为氮气气氛。

优选的，所述热解在650℃～750℃下进行，升温速率为2℃/min～10℃/min，保温时间为1h～3h。

优选的，所述过筛为过60目筛。