CN105928856B - 一种生物质炭材料吸附性能快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物质炭材料吸附性能快速检测方法。现在还未有快速的对生物质炭材料的吸附性能进行廉价快速测定的方法。本发明的特点是:包括如下步骤:(1)取数份生物质炭材料各与数份有机醇混合得到数份反应液,记录各反应液的温度最高值;(2)通过步骤(1)中的数份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程得到模拟方程;(3)将生物质炭材料试样与有机醇混合得到反应液,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能。本发明廉价且能够对生物质炭材料的吸附性能进行快速测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质炭材料吸附性能快速检测方法,所用的快速检测试剂由甲醇或乙醇等有机醇构成。
背景技术
当代社会,环境问题越来越引起人们重视,生物质炭材料是空气净化的理想材料。而生物质炭材料的吸附性能直接决定了其对空气净化能力的大小。现有生物质炭材料吸附性能测定方法主要由两大类:一类是利用比表面积吸附仪对炭材料吸附性能进行表征。这类方法的优点是测量精确,能表征炭材料的等温吸附和脱附曲线。缺点是比表面积吸附仪的仪器价格较为昂贵,而且试验中需要液氮对测试石英管进行冷却,同时需对测试材料不间断冲入氮气,一个样本测试时间需20个小时以上,如果加上样本预处理时间,整个测定周期在1天以上,其测试过程费时、费钱并费力。
另一类方法是通用化学测定的方法,如国标GB/T12496.8-1999所公开的一种木质活性炭试验方法碘吸附值的测定。该方法的优点是比仪器测定条件简单,测定结果也较为准确。但该方法的化学试剂配比条件较为繁琐,如硫代硫酸钠溶液配制后需静置2周,而可溶性淀粉指示剂则需使用前临时配制,整个试验方法在实际操作起来非常不便。且生物质炭材料在测试前需粉碎至71um。此外,测试结果需要在校正系数的校正区间内,如在校正区间外,则需根据结果调整测试样品的多少重新进行测定,直至测试结果落在可校正的校正区间内。一个样品测试过程至少需要半个小时以上,且测试过程较为繁琐。
在日常生活和生产中,生物炭材料的吸附性能往往并不需要进行十分精确的测定,所需要的是快速的知道其大至的吸附区间。而现有公开的专利中并未发现有针对生物质炭吸附性能快速测定的材料。因此如何快速的对生物质炭材料的吸附性能进行廉价快速测定,是急需研究解决的技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种廉价且能够进行快速测定的生物质炭材料吸附性能快速检测方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:该生物质炭材料吸附性能快速检测方法的特点在于:包括如下步骤:
(1)取数份生物质炭材料各与数份有机醇混合得到数份反应液,当反应液中的生物质炭材料与有机醇发生剧烈吸附反应时,记录各反应液的温度最高值;数份生物质炭材料的重量相等且均为1-5克,数份生物质炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同;数份有机醇的体积相等且均为5-20mL;
(2)通过步骤(1)中的数份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,得出数组关于生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的数据,将吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程,得到生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的模拟方程;
(3)将生物质炭材料试样与有机醇混合得到反应液,当生物质炭材料试样与有机醇发生剧烈吸附反应时,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能;生物质炭材料试样的重量和步骤(1)中生物质炭材料的重量相等,有机醇的体积和步骤(1)中有机醇的体积相等。
作为优选,本发明在5-35℃的环境温度下测定反应液的温度变化并记录温度的最高值。
作为优选,本发明有机醇为甲醇或乙醇。
作为优选,本发明重复步骤(3)的操作以检测不同生物质炭材料试样的吸附性能。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:(1)反应速度快,醇体系与生物炭材料发生吸附放热极为剧烈,仅需1-5秒其吸附放热后反应体系升温即可达到最高温,整个过程不超过1分钟,大大提高了检测效率,实现快速检测的目的。(2)反应结果易读性强,可通过前期所制的吸附性能和温度关系表直接估算出该生物质炭材料试样的吸附性能,亦可通过前期所得模拟方程计算出该生物质炭材料试样较为准确的吸附性能。(3)原料易得,制备工艺简单,生产成本低。(4)试剂稳定,对人体低毒无害。(5)由于在日常生活和生产中,生物质炭材料的吸附性能往往并不需要进行十分精确的测定,而是需要快速的知道其大致的吸附区间即可,本发明根据模拟方程直接估算出的检测结果的精度足以满足日常生活和生产的需求,实现了对生物质炭材料的吸附性能进行廉价、快速测定的目的。
附图说明
图1是本发明实施例1中生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的曲线示意图。
图2是本发明实施例2中生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1,本实施例中的生物质炭材料吸附性能快速检测方法包括如下步骤。
(1)在20℃的环境温度下,取八份重量均为3g的生物质炭材料各与八份体积均为10ml的甲醇混合得到八份反应液,当反应液中的生物质炭材料与甲醇发生剧烈吸附反应时,测定反应液的温度变化并记录各反应液的温度最高值。八份生物质炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同。
(2)通过步骤(1)中的八份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,得出八组关于生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的数据,如表1所示。
表1不同吸附性能的生物质炭材料吸附放热后反应液最高温度
表1为不同吸附性能的生物质炭材料与甲醇反应后所对应的反应液的最高温度值,将吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程,得到生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的模拟方程。通过图1可获得模拟方程:y=0.0237x+18.144,R2=0.9668。其中y为所测得的温度最高值,x为生物质炭材料的吸附性能。
(3)在20℃的环境温度下,将3g生物质炭材料试样与10ml甲醇混合得到反应液,当生物质炭材料试样与甲醇发生剧烈吸附反应时,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能。
实施例2。
参见图2,本实施例中的生物质炭材料吸附性能快速检测方法包括如下步骤。
(1)在20℃的环境温度下,取八份重量均为3g的生物质炭材料各与八份体积均为10ml的乙醇混合得到八份反应液,当反应液中的生物质炭材料与乙醇发生剧烈吸附反应时,测定反应液的温度变化并记录各反应液的温度最高值。八份生物质炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同。
(2)通过步骤(1)中的八份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,得出八组关于生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的数据,如表2所示。
表2不同吸附性能的生物质炭材料吸附放热后反应液最高温度
表2为不同吸附性能的生物质炭材料与乙醇反应后反应液的最高温度值,将吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程,得到生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的模拟方程。通过图2可获得拟合方程:y=0.0275x+19.416R2=0.9754。其中y为所测得的温度最高值,x为生物质炭材料的吸附性能。
(3)在20℃的环境温度下,将3g生物质炭材料试样与10ml乙醇混合得到反应液,当生物质炭材料试样与乙醇发生剧烈吸附反应时,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能。
实施例3。
本实施例中的生物质炭材料吸附性能快速检测方法包括如下步骤。
(1)取数份生物质炭材料各与数份有机醇混合得到数份反应液,当反应液中的生物质炭材料与有机醇发生剧烈吸附反应时,测定反应液的温度变化并记录各反应液的温度最高值;数份生物质炭材料的重量相等且均为1-5克,数份生物质炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同;数份有机醇的体积相等且均为5-20mL。
(2)通过步骤(1)中的数份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,得出数组关于生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的数据,将吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程,得到生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的模拟方程。
(3)将生物质炭材料试样与有机醇混合得到反应液,当生物质炭材料试样与有机醇发生剧烈吸附反应时,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能;生物质炭材料试样的重量和步骤(1)中生物质炭材料的重量相等,有机醇的体积和步骤(1)中有机醇的体积相等。
通常情况下,在5-35℃的环境温度下测定反应液的温度变化并记录温度的最高值。有机醇为甲醇或乙醇。重复步骤(3)的操作以检测不同生物质炭材料试样的吸附性能。
本发明中的有机醇作为吸附用反应液。通过已知吸附性能的生物质炭材料与有机醇进行吸附放热反应并建立相应吸附放热后温度与吸附性能的对应表和相应模拟方程。其测试结果直接通过对应表估算或相应方程计算生物质炭材料的吸附性能。
本发明的组分非常简单,生产成本低,且测试结果直接通过读表或通过相应方程计算而来。前期吸附反应温度表制作和相应反应模拟方程的建立,通过已知不同吸附性的生物质炭材料与有机醇体系反应得相应最大放热温度,并建立生物质炭材料吸附性能与体系放热后所达到最高温度的拟合方程,制得不同吸附性能对应体系最高温度表和相应的模拟方程,方便未知生物质炭材料吸附性能的测定。
虽然本发明已以实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟悉该项技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰,均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种生物质炭材料吸附性能快速检测方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)取数份生物质炭材料各与数份有机醇混合得到数份反应液,当反应液中的生物质炭材料与有机醇发生剧烈吸附反应时,记录各反应液的温度最高值;数份生物质炭材料的重量相等且均为1-5克,数份生物质炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同;数份有机醇的体积相等且均为5-20mL;有机醇为甲醇或乙醇;
(2)通过步骤(1)中的数份生物质炭材料的吸附性能和与之相对应的温度最高值,得出数组关于生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的数据,将吸附性能与温度最高值的数据拟合成方程,得到生物质炭材料的吸附性能与温度最高值的模拟方程;
(3)将生物质炭材料试样与有机醇混合得到反应液,当生物质炭材料试样与有机醇发生剧烈吸附反应时,记录反应液的温度最高值,将该温度最高值代入步骤(2)的模拟方程中直接得到生物质炭材料试样的吸附性能;生物质炭材料试样的重量和步骤(1)中生物质炭材料的重量相等,有机醇的体积和步骤(1)中有机醇的体积相等;
醇体系与生物炭材料发生吸附放热极为剧烈,仅需1-5秒其吸附放热后反应体系升温即可达到最高温,整个过程不超过1分钟;通过前期所制的吸附性能和温度关系表直接估算出该生物质炭材料试样的吸附性能,或通过前期所得模拟方程计算出该生物质炭材料试样的吸附性能;生物质炭材料的吸附性能只需快速的知道其大致的吸附区间即可,根据模拟方程直接估算出的检测结果的精度足以满足日常生活和生产的需求,实现了对生物质炭材料的吸附性能进行廉价、快速测定的目的。
2.根据权利要求1所述的生物质炭材料吸附性能快速检测方法,其特征在于:在5-35℃的环境温度下测定反应液的温度变化并记录温度的最高值。
3.根据权利要求1所述的生物质炭材料吸附性能快速检测方法,其特征在于:重复步骤(3)的操作以检测不同生物质炭材料试样的吸附性能。
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