CN105080482A - 一种生物质炭吸附剂的生产方法 - Google Patents

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李兵
刘力
郭建忠
林国杭
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Abstract

本发明公开了一种生物质炭吸附剂的生产方法，其步骤包括：将木屑粉碎成60-80目木粉，再对木粉在强酸性条件下进行水热反应制备水热生物质炭；将上述得到的水热生物质炭用无机碱活化后即得到活化水热生物质炭吸附材料。本发明工艺简单、原料成本低、吸附量大。本方法制得的吸附材料可以应用于阳离子染料的吸附治理，并具有良好的处理效果。本发明不仅实现了木材加工剩余物资源的回收利用，并且得到了廉价、高效的新型吸附剂，促进环保事业的发展。

Description

一种生物质炭吸附剂的生产方法
技术领域
本发明属于生物质炭吸附材料制备以及环境污染治理领域，特别涉及一种以木粉为主要材料进行水热炭化制备生物质炭吸附材料的生产方法，具体是无机强酸催化木粉水热生物质炭的制备方法。
背景技术
农林生物质废弃物具有量大源广、可再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，是重要的生物质资源。但在农村，农林生物质废弃物主要用于直接燃烧产热，此外还有一部分用作饲料、肥料和制浆造纸工业的原料，这些领域的利用量不足农林生物质废弃物总量的50％。由于没有得到转化利用，每年有大量的农林生物质废弃物被弃置于自然环境或露天焚烧，既造成了对生态环境的污染，又造成了资源的极大浪费。利用木材加工过程中产生的副产品，通过水热炭化反应，制备成生物质炭吸附剂，用于处理工业废水，既实现林业废弃物资源化利用，缓解资源不足，符合绿色循环经济发展战略，又解决了环境污染问题，无疑将带来巨大的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附性能良好的木粉制备水热生物质炭的方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种生物质炭吸附剂的生产方法，按下列步骤进行：
(1)将木屑粉碎成60-80目木粉；
(2)水热生物质炭制备：将30重量份的60-80目木粉和5-20重量份无机强酸置于80-150重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在190-250℃条件下反应7-18小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到生物质炭；
(3)活化生物质炭制备：将步骤(2)得到的生物质炭与1.2-3重量份无机碱和100-150重量份水混合，室温搅拌0.5-3h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
所述生物质炭吸附剂的生产方法，步骤(2)中所说的的无机强酸为浓盐酸或浓硫酸中任一种或两种强酸的混合物。
所述的生物质炭吸附剂的生产方法，步骤(3)中所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾任一种或两种无机碱的混合物。
本发明采用无机强酸作为水热炭化的催化剂，使木粉炭化程度变大，炭化产物密度变小。制取的水热生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝的吸附容量大，对阳离子染料亚甲基蓝的吸附容量可以达到375mg/g以上，对高浓度的400mg/L亚甲基蓝，固液比为1.2g/L时，脱色率可以达98.7％以上，而对应未加酸的水热生物质炭对亚甲基蓝的吸附容量仅为155mg/g。将作为木材加工的剩余物、环境污染物改性成吸附率高的水热生物质炭吸附材料，对阳离子染料具有良好的吸附性能，有利于应用到工业废水的处理等领域，且变废为宝，极大地提高了木材加工的剩余物的附加值。
附图说明
图1是本发明实施例1所得的样品对亚甲基蓝的等温吸附线图。
图2是本发明实施例1所得的样品对亚甲基蓝的脱色率图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
表1实施例1-8原料配比(重量份)
实施例1(对照上表中对应实施例1与重量份配比值)，按如下按下列步骤进行制备：
(1)将木屑粉碎成60-80目木粉；
(2)水热生物质炭制备：将30重量份的60-80目木粉和15重量份浓度为37％浓盐酸置于110重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在200℃条件下反应15小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到水热生物质炭；
(3)活化水热生物质炭制备：将步骤(2)得到的水热生物质炭与2重量份氢氧化钠和120重量份水混合，室温搅拌1h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
需说明的是实施例1为最佳实施例，其余实施例2-8均各对照表中对应实施例的原料和配比值，按实施例1相同方法制得。
现以实施例1所得样品为例，对亚甲基蓝吸附情况见图1。图1是本发明实施例1所得样品在室温下吸附亚甲基蓝的量，在平衡时，以吸附容量对平衡浓度作图，得到的等温吸附线，图中的吸附容量表示每克吸附剂吸附亚甲基蓝的量。图2是本发明实施例1所得样品在室温下对亚甲基蓝的脱色率图，亚甲基蓝的初始浓度为400毫克/升、体积为50毫升。
本发明以木粉为原料是原作废弃物处理木粉碎成60-80目粉状物，既有利于堆放，又可使反应更充分，效果更好。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种生物质炭吸附剂的生产方法，其特征在于，按下列步骤进行：
(1)将木屑粉碎成60-80目木粉；
(2)水热生物质炭制备：将30重量份的60-80目木粉和5-20重量份无机强酸置于80-150重量份的水中，在室温下搅拌混合均匀后置于带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，然后在190-250℃条件下反应7-18小时、自然冷却、抽滤、洗涤至中性后烘干，即得到生物质炭；
(3)活化生物质炭制备：将步骤(2)得到的生物质炭与1.2-3重量份无机碱和100-150重量份水混合，室温搅拌0.5-3h后、抽滤、洗涤至中性后烘干。
2.如权利要求1所述的生物质炭吸附剂的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所说的的无机强酸为浓盐酸或浓硫酸中任一种或两种强酸的混合物。
3.如权利要求1所述的生物质炭吸附剂的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾任一种或两种无机碱的混合物。
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