[发明专利]一种生物质基活性炭材料

说明书

一种生物质基活性炭材料，包括如下重量份数的原料组成：牡丹仔粕1份；杉树皮1‑2份。本发明以富含牡丹仔油的牡丹仔粕为原料制备生物质基活性炭材料能够提高牡丹籽粕的利用价值。本发明使用脱硫废液为活化剂即能较好的解决脱硫废液难处理的问题，又能降低工业活化剂用量，降低活性炭材料制备成本。本发明使用牡丹仔粕为原料，可充分利用牡丹仔粕内的剩余牡丹仔油，在碳化活化过程中对所得生物质基活性炭材料进行原位氮元素掺杂，调节材料的表面性能，改善活性炭材料表面酸碱度，为活性炭吸附CO₂提供大量的活性位点。本发明使用脱硫废液和胺基钠两步法活化制备生物质基活性炭材料可降低活化温度至450‑550℃，进而降低活性炭制备能耗。

技术领域

本发明属于活性炭材料制备领域，具体地说是一种生物质基活性炭材料。

背景技术

随着社会的不断发展，日益严重的温室效应导致气候异常，引起了全世界的广泛关注；而燃煤电厂烟气排放的CO₂是导致温室效应日益严重的重要原因。因此，如何有效的从烟气中捕集CO₂，减少人为CO₂排放，对于缓解全球气候变化具有重要意义。活性炭因具有比表面积较大、孔径可调控、表面疏水性好、廉价易得等优点，被广泛应用于烟气二氧化碳等气体的分离。而目前，为了提高活性炭孔结构和CO₂吸附性能，在活性炭制备过程中使用大量的KOH或K₂CO₃等工业活化剂。大量长时间使用该类活化剂不仅会导致设备腐蚀和严重的环境污染，同时增加活性炭制备成本。同时文献调研发现，N原子具有与碳原子相似的结构特性，当采用N掺杂使N原子取代碳材料中的某些碳原子时，不仅能调节活性炭吸附剂的孔结构性能，而且还可以调节材料的表面性能，从而改善活性炭材料表面酸碱度，为活性炭吸附剂吸附CO₂提供大量的活性位点。

另外，在焦炉煤气脱硫过程中产生的脱硫废液是一种含有多种有毒物质的混合污染物，其主要含有硫代硫酸铵、硫氰酸铵、硫酸铵、亚硫酸铵、对苯二酚和悬浮硫等成份，无法直接用生化的方法加以处理，更不能直接排放。所以如何有效处理焦化脱硫废液是焦化企业都亟待解决的难题。

Sher等人以核桃壳为碳源，以KOH为活化剂制备二氧化碳吸附剂，但是KOH与核桃壳的质量比达到了4(Sher et al.Development of biomass derived highly porousfast adsorbents for postcombustion CO2 capture,Fuel 282(2020)118506-118518)。Cai等人纯化苯乙烯和二乙烯基苯制备炭前驱体，然后以KOH为活化剂制备球形碳材料用于二氧化碳吸附，不仅合成过程复杂，而且KOH与碳源的质量比达到了4(Cai et al.Metal-free core-shell structured N-doped carbon/carbon heterojunction for efficientCO₂ capture,Carbon150(2019)43-51)。因此，开发一种能简单制备的吸附量高、成本低的活性炭材料对二氧化碳捕集至关重要。

发明内容

本发明提供一种生物质基活性炭材料，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种生物质基活性炭材料，包括如下重量份数的原料组成：牡丹仔粕1份；杉树皮1-2份。

如上所述的一种生物质基活性炭材料，其制备方法包括如下步骤：

步骤一：将牡丹仔粕和杉树皮分别在120℃下干燥，粉碎至300-500目，然后混合得混合原料A；