CN104071788A - 基于CaCl2改进的秸秆活性炭的制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于CaCl2改进的秸秆活性炭的制备方法及其用途。它的步骤如下:1)原料预处理:将切割好的每段2-5cm的稻草秸秆置于2%(Wt)的NaOH中浸泡,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥;2)在10%(Wt)的CaCl2溶液中浸泡,取出后置于烘箱中烘干;3)放入马弗炉中,温度达到700~800℃后,继续碳化60min;4)用热水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用热水反复清洗至中性,过滤,滤饼于105℃下干燥至质量恒定,得到秸秆活性炭。本发明解决了稻草秸秆能源浪费的问题,整个制备过程操作相对简单、经济可行,得到的活性炭具有良好的吸磷功能。

Description

基于CaCI2改进的秸秆活性炭的制备方法及其用途
技术领域
[0001] 本发明属于吸附剂制备技术领域,具体地说属于一种基于CaCl2改进的秸杆活性炭的制备方法及其用途。
背景技术
[0002] 2013年度我国稻草秸杆产量亦约为2亿吨。除去将其用作燃料、建筑材料、饲料和肥料以及发电外,仍有60%无法有效利用而随意废弃或就地焚烧,这一方面造成了大量的生物质能源浪费,另一方面给环境带来负面影响。稻草秸杆中所含的纤维素和半纤维素的质量分数约有60%,其中碳元素的质量分数更是达到了 38.54%,是优良的活性炭制备前驱体,目前对于利用稻草秸杆制备活性炭已有了一定的研究基础。
[0003] 农业废弃物制备活性炭的过程一般经过原料粉碎、压棒、炭化、活化、漂洗、烘干和活性炭粉碎等几个步骤同时根据不同的需求可以在不同的步骤中进行改性。表面物理结构的改性或表面化学性能的改性指在活性炭材料的制备过程中通过物理或者化学的方法来增加活性炭材料的比表面积调节孔径及其分布,使活性炭材料的吸附表面结构发生改变,从而增加活性炭材料的物理吸附性能。目前常用活化方法可以分为化学法、物理法/物理化学法。目前应用较多较成熟的化学活化剂有KOH、ZnCl2和H3PO4等。常用的物理方法有二氧化碳活化法、水蒸汽活化法和微波活化法。
[0004] 农作物秸杆制备活性炭的研究提出了多种化学、物理化学活化方法,无吸附磷的活性炭制备方法的研究。磷的吸附主要依靠化学吸附,利用物理活化增加活性炭比表面积,磷吸附量变化不大;采用磷酸法,制得的活性炭本身带有大量的磷素,不适合用于吸附磷;用氯化锌法,锌离子对磷酸根离子的吸附远不如钙离子,氯化氢价格也远高于氯化钙,且此工艺污染严重;采用KOH或NaOH为活化剂,得到的活性炭吸磷效果也远不如氯化钙法制得的活性炭。本发明是以氯化钙为活化剂制备稻草秸杆基活性炭,不仅吸磷效果优异,同时制备过程精简,操作简单易行,管理方便,同时活化剂氯化钙价格低廉,具有经济可行性。本发明以氯化钙法作为活化剂,钙离子对于磷酸根离子的吸附能力强,能够有效吸附磷素。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的不足提供一种基于CaCl2改进的秸杆活性炭的制备方法及其用途。
[0006] 基于CaCl2改进的秸杆活性炭的制备方法的步骤如下
1)原料预处理:将切割好的每段2-5cm的稻草秸杆置于质量百分数为2%的NaOH中浸泡48小时,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥;
2)在质量百分数为10%的CaCl2溶液中浸泡18-36h,取出后置于烘箱中90-110°C烘干,秸杆与溶质CaCl2的质量比为1:0.5~1:1 ;
3)放入马弗炉中,加热速率控制在1(T30°C /min,达到700°C后,继续碳化60min ; 4)用7(T90°C蒸馏水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用7(T90°C热水反复清洗至中性,过滤,滤饼于90-110°C下干燥至质量恒定,得到秸杆活性炭。
[0007] 基于CaCl2改进的秸杆活性炭用于吸附磷。
[0008] 本发明以稻草秸杆为原料制备得到具有吸磷功能的活性炭,一方面实现废物利用;另一方面,作为将本发明作为吸磷材料能够有效缓解水体富营养化。
附图说明
[0009] 图1是碳化温度对于本产品的除磷性能的影响;
图2是浸溃比对于本产品的除磷性能的影响;
图3是本发明对中等浓度含磷原水的处理效果;
图4是本发明对模拟农田排水的处理效果;
图中:碳化温度、浸溃比对吸磷效果的影响均采用中等浓度含磷原水处理(10.30mg/L)的结果;模拟农田排水含PO43-- P约1.5mg/L ;含NH3-N约15mg/L ;含NOf-N约15mg/L。
具体实施方式
[0010] 实施例1
1)原料预处理:将切割好的每段2cm的稻草秸杆置于质量百分数为2%的NaOH中浸泡48小时,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥;
2)在质量百分数为10%的CaCl2溶液中浸泡18h,取出后置于烘箱中90°C烘干,秸杆与溶质CaCl2的质量比为1:0.5 ;
3)放入马弗炉中,加热速率控制在20°C /min,达到700°C后,继续碳化60min ;
4)用80°C热水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用80°C热水反复清洗至中性,过滤,滤饼于95°C下干燥至质量恒定,得到秸杆活性炭。
[0011] 实施例2
1)原料预处理:将切割好的每段5cm的稻草秸杆置于质量百分数为2%的NaOH中浸泡48小时,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥;
2)在质量百分数为10%的CaCl2溶液中浸泡36h,取出后置于烘箱中110°C烘干,秸杆与溶质CaCl2的质量比为1:1 ;
3)放入马弗炉中,加热速率控制在30°C /min,达到700°C后,继续碳化60min ;
4)用70°C的水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用70°C水反复清洗至中性,过滤,滤饼于105°C下干燥至质量恒定,得到秸杆活性炭。
[0012] 实施例3
1)原料预处理:将切割好的每段4cm的稻草秸杆置于质量百分数为2%的NaOH中浸泡48小时,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥; 2)在质量百分数为10%的CaCl2溶液中浸泡24h,取出后置于烘箱中105°C烘干,秸杆与溶质CaCl2的质量比为1:0.5 ;
3)放入马弗炉中,加热速率控制在10°C /min,达到700°C后,继续碳化60min ;
4)用90°C的水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用9(TC的水反复清洗至中性,过滤,滤饼于105°C下干燥至质量恒定,得到秸杆活性炭。
[0013] 实施例4室温条件下(约20°C),将过筛后颗粒大小为0.05-16mm的秸杆活性炭加入中等浓度含磷水样中,施用量为(Tl2g/L,持续震荡吸附6h,过滤。测定处理后水样P去除率如图3所示。可以看到,秸杆活性炭对P的吸附效果随用量增加而提高,经2.4g/L用量吸附后水样P浓度可以达到lmg/L以下,达到90%以上的去除率。
[0014] 实施例5
室温条件下(约20°C),将过筛后颗粒大小为0.05-16mm的秸杆活性炭加入模拟农田排水中,施用量为(T4g/L,持续震荡吸附6h,过滤。测定处理后水样中Ρ043—Ρ、ΝΗ3-Ν、Ν03_-Ν去除率如图4所示。可以看到,氨氮和硝态氮去除率不到10%,尤其硝态氮几乎没有去除,但P去除率则比氨氮和硝态氮的去除率要高很多,随着用量提高可以达到80%以上,考虑到成本考虑实际吸附农田排水时可以选用3g/L的活性炭用量。
[0015] 实施例6
室温条件下(约20°C),将颗粒大小为0.05-16mm的市售活性炭、未改性秸杆活性炭、KOH改性的秸杆活性炭、CaCl2改性的秸杆活性炭加入含P量为10.3mg/L的水样中,施用量为4g/L,持续震荡吸附6h,过滤。测定处理后水样中Ρ043_Ρ,结果如表1所示。以氯化钙为活化剂改性的秸杆活性炭吸磷效果最佳,P去除率可以达到97.43%,远远优于其他几种活性炭。
[0016] 表1本发明与不同活性炭吸磷效果的比较
Figure CN104071788AD00051

Claims (2)

1.一种基于CaCl2改进的秸杆活性炭的制备方法,其特征在于它的步骤如下 1)原料预处理:将切割好的每段2-5cm的稻草秸杆置于质量百分数为2%的NaOH中浸泡48小时,然后取出用蒸馏水洗涤至中性,在烘箱中干燥; 2)在质量百分数为10%的CaCl2溶液中浸泡18-36h,取出后置于烘箱中90-110°C烘干,秸杆与溶质CaCl2的质量比为1:0.5~1:1 ; 3)放入马弗炉中,加热速率控制在1(T30°C /min,达到70(T800°C后,继续碳化60min ; 4)用温度为7(T90°C的蒸馏水洗至中性,回收CaCl2,然后用0.1moL/L的HCI反复清洗,再用温度为7(T90°C水反复清洗至中性,过滤,滤饼于90-110°C下干燥至质量恒定,得到秸杆活性炭。
2.一种如权利要求1所述方法制备的基于CaCl2改进的秸杆活性炭的用途,其特征在于用于吸附 无机磷。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161155A (zh) * 2015-08-10 2015-12-16 南华大学 采用氢氧化钠改性稻秆吸附剂吸附处理含铀废水的方法
CN105197926A (zh) * 2015-08-18 2015-12-30 南京林业大学 一种以酶解木质素为原料制备活性炭的方法
CN105536704A (zh) * 2016-01-11 2016-05-04 湖南大学 一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途
CN107151016A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 宿州市逢源生物科技有限公司 一种在二氧化碳气氛下制备秸秆生物质炭的制备方法
TWI613150B (zh) * 2016-01-28 2018-02-01 國立高雄第一科技大學 製備稻殼活性碳及其再生活化的方法
CN108033447A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 吉林大学 多孔生物质碳的制备方法、多孔生物质碳及应用
CN109089877A (zh) * 2018-07-10 2018-12-28 山西省农业科学院玉米研究所 一种利用ems诱变产生芸豆或小扁豆突变体的方法
CN109553171A (zh) * 2019-01-04 2019-04-02 湖南科技大学 生物炭絮凝剂及其制备方法和应用
CN109621905A (zh) * 2018-12-07 2019-04-16 浙江精安再生资源发展有限公司 一种玉米芯改性材料的制备方法及其应用
CN111097373A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 中国科学院生态环境研究中心 多孔吸附材料和载氧+吸附复合功能材料及它们的应用
CN111097374A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 中国科学院生态环境研究中心 载氧+吸附复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3822888B2 (ja) * 2004-08-25 2006-09-20 日本植生株式会社 陰イオン吸着炭素材料の製造装置
CN101941697A (zh) * 2010-09-21 2011-01-12 华南师范大学 一种用于铅酸蓄电池中的活性炭制备方法
CN102730683A (zh) * 2012-07-23 2012-10-17 中国科学院新疆理化技术研究所 一种用棉秆基活性炭材料制备超级电容器电极材料的方法
CN103771410A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 南京席瑞斯化工有限公司 一种农作物秸秆活性炭的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3822888B2 (ja) * 2004-08-25 2006-09-20 日本植生株式会社 陰イオン吸着炭素材料の製造装置
CN101941697A (zh) * 2010-09-21 2011-01-12 华南师范大学 一种用于铅酸蓄电池中的活性炭制备方法
CN102730683A (zh) * 2012-07-23 2012-10-17 中国科学院新疆理化技术研究所 一种用棉秆基活性炭材料制备超级电容器电极材料的方法
CN103771410A (zh) * 2012-10-24 2014-05-07 南京席瑞斯化工有限公司 一种农作物秸秆活性炭的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张华等: "柚皮基活性炭吸附除磷试验", 《桂林理工大学学报》, vol. 33, no. 2, 31 May 2013 (2013-05-31), pages 359 - 363 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105161155A (zh) * 2015-08-10 2015-12-16 南华大学 采用氢氧化钠改性稻秆吸附剂吸附处理含铀废水的方法
CN105197926A (zh) * 2015-08-18 2015-12-30 南京林业大学 一种以酶解木质素为原料制备活性炭的方法
CN105536704A (zh) * 2016-01-11 2016-05-04 湖南大学 一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途
TWI613150B (zh) * 2016-01-28 2018-02-01 國立高雄第一科技大學 製備稻殼活性碳及其再生活化的方法
CN107151016A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 宿州市逢源生物科技有限公司 一种在二氧化碳气氛下制备秸秆生物质炭的制备方法
CN108033447B (zh) * 2017-12-07 2021-06-15 吉林大学 多孔生物质碳的制备方法、多孔生物质碳及应用
CN108033447A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 吉林大学 多孔生物质碳的制备方法、多孔生物质碳及应用
CN109089877A (zh) * 2018-07-10 2018-12-28 山西省农业科学院玉米研究所 一种利用ems诱变产生芸豆或小扁豆突变体的方法
CN109089877B (zh) * 2018-07-10 2021-11-09 山西省农业科学院玉米研究所 一种利用ems诱变产生芸豆或小扁豆突变体的方法
CN111097374B (zh) * 2018-10-25 2022-05-06 中国科学院生态环境研究中心 载氧+吸附复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用
CN111097374A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 中国科学院生态环境研究中心 载氧+吸附复合功能材料的制备方法及其在水体修复中的应用
CN111097373A (zh) * 2018-10-25 2020-05-05 中国科学院生态环境研究中心 多孔吸附材料和载氧+吸附复合功能材料及它们的应用
CN111097373B (zh) * 2018-10-25 2022-05-06 中国科学院生态环境研究中心 多孔吸附材料和载氧+吸附复合功能材料及它们的应用
CN109621905A (zh) * 2018-12-07 2019-04-16 浙江精安再生资源发展有限公司 一种玉米芯改性材料的制备方法及其应用
CN109553171B (zh) * 2019-01-04 2021-08-24 湖南科技大学 生物炭絮凝剂及其制备方法和应用
CN109553171A (zh) * 2019-01-04 2019-04-02 湖南科技大学 生物炭絮凝剂及其制备方法和应用

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