[发明专利]一种酸性生物炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种酸性生物炭的制备方法，属于生物炭制备领域。本发明向粉碎后的水稻秸秆中掺入4wt.％～6wt.％的红土粉末，分散均匀后形成混合物料，将混合物料在280℃～320℃热解温度下限氧热解，热解产物冷却后过筛去除红土，得到酸性生物炭。本发明所制备的酸性生物炭，因其pH呈酸性，因此可用于作为盐碱地修复改良的重要材料，具有重要的经济和环境价值。

技术领域

本发明属于农业固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种酸性生物炭的制备方法。

背景技术

我国农用废弃物产量巨大，尤其是秸秆类农用废弃物，年产量更是高达上亿吨。将秸秆通过高温厌氧热裂解技术制成生物炭，是一种良好的农业废弃物处理方式。生物炭具有较大的比表面积、完善的微孔结构、较高的芳香化程度和丰富的含氧官能团，已经被广泛用于农业和环境修复领域，是一种绿色友好的环境功能材料。

生物炭的性质决定了生物炭的应用功能，因此，如何调控生物炭的理化性质非常关键。生物炭大多呈碱性，碱性生物炭是酸性红土改良领域的重要材料，而酸性生物炭是盐碱地修复改良的重要材料。碱性生物炭容易制备，但是酸性生物炭的制备较难。在现有技术中，通过生物炭的改性也能显著改变生物炭的pH，但生物炭改性方法成本极高。

目前，市场对酸性生物炭的需求量日益增大，如何更为经济有效地调控生物炭的理化性质，生产出所需的酸性生物炭是目前生物炭生产领域迫切需要解决的问题。然而对于生物炭pH的经济有效调控方面，目前尚缺乏新的方法，有待进一步的开发。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中酸性生物炭制备困难的问题，并提供一种酸性生物炭的制备方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种酸性生物炭的制备方法，其具体做法为：向粉碎后的水稻秸秆中掺入4wt.％～6wt.％的红土粉末，分散均匀后形成混合物料，将混合物料在280℃～320℃热解温度下限氧热解，热解产物冷却后过筛去除红土，得到酸性生物炭。

作为上述第一方面的优选，所述混合物料中，水稻秸秆预先经过洗净、干燥、粉碎后，过60目筛。

作为上述第一方面的优选，所述水稻秸秆在70～80℃温度下干燥。

作为上述第一方面的优选，所述混合物料中，红土粉末由红土经过自然风干、研磨后，过100目筛得到。

作为上述第一方面的优选，所述混合物料的限氧热解的升温速度为4～6℃/min，升温至热解温度后维持1.5～2.5h，再自然冷却。

作为上述第一方面的优选，所述混合物料的限氧热解的升温速度为5℃/min，升温至热解温度后维持2h，再自然冷却。

作为上述第一方面的优选，所述混合物料的限氧热解在通入惰性气体氛围的管式炉中进行。

作为上述第一方面的优选，所述惰性气体为氮气。

作为上述第一方面的优选，热解得到的所述热解产物冷却后过100目筛以筛除红土粉末，收集筛上物得到酸性生物炭。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面中任一方案所述制备方法制备得到的酸性生物炭。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

本发明提供了一种简单、低成本调控生物炭pH的方法，通过将不等量的红土加入到生物质炭中，在不同温度下热裂解制备生物炭，即可获取pH不同的生物炭，为生物炭制备技术参数优化提供了科学依据。在本发明所给出的制备方法中，通过向水稻秸秆中掺入4wt.％～6wt.％的红土粉末并在280℃～320℃热解温度下限氧热解，即可制备得到酸性生物炭，此类酸性生物炭可用于作为盐碱地修复改良的重要材料。

具体实施方式