一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其包括如下步骤：S1.生物质固体废弃物经热解转变为生物质焦，生物质焦经酸洗脱灰与改性处理得碳基吸附材料；S2.将工业废水进行预处理，投入适量S1所得碳基吸附材料，充分混合吸附后，固液分离，得到吸附有金属离子和部分酸根离子的固体物质；S3.取S2所得固体物质适量，在一定温度下于惰性气氛中发生活化造孔与催化石墨化反应，得石墨型多孔碳材料。本发明专利技术的有益效果为，将生物质固体废弃物、废水处理和石墨型多孔碳材料制备结合起来，降低了制备石墨型多孔碳材料的原料成本，提出了废弃物中有效物质向多应用性材料转化的概念，实现了生物质固体废弃物和工业废水的资源化利用。

A method of using biomass coke to treat industrial wastewater and prepare graphite porous carbon materials

The invention relates to a coke industrial wastewater treatment and preparation method of porous graphite carbon material by using biomass, which comprises the following steps: S1. solid wastes by pyrolysis of biomass into biomass, biomass char by deashing and modification of carbon based adsorption material; S2. pretreatment of industrial wastewater into carbon the amount of S1 based adsorption material, mixing after adsorption, solid-liquid separation, adsorption of solid material of metal ions and anions S3. part; S2 obtained solid material amount, at a certain temperature in an inert atmosphere in the life of the pore and the catalytic graphitization reaction to graphite porous carbon materials. The beneficial effect of the invention, the biomass solid waste, wastewater treatment and graphite type porous carbon material preparation combined, reduces the preparation of graphite porous carbon material cost of raw materials, put forward the concept of transformation of effective substances in waste to the application materials, realize the resource of biomass solid waste and industrial wastewater use.

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法
本专利技术属于生物质固体废弃物和工业废水处理及资源化利用领域，具体涉及一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法。
技术介绍
石墨型多孔碳材料因其良好的导电性能、较高的比表面积和化学稳定性等优点被广泛地用作电极材料。目前，工业用石墨化多孔碳材料主要以沥青和煤炭等化石燃料为原料，在2000℃以上高温下进行无氧煅烧所制得。其原料来源受限，成本过高且该石墨化反应过程中所需较高的反应温度，导致过多的能源消耗，石墨型多孔碳材料的制备成本颇高。因此，找到低成本的合适碳源以减少制备成本是石墨型多孔碳材料生产应用的重要研究方向。包括树皮、秸秆、锯末、稻糠等在内的农林废弃物来源广泛、储量巨大，其资源化处理问题一直备受关注，此类具有较高碳含量的生物质废弃物得以逐渐应用于催化石墨化研究领域。相关研究表明，在农林废弃物石墨化过程中加入含有Fe、Ni、Cr、Cu等金属元素的单质及其化合物可有效降低催化石墨化反应温度至900℃。随着城市化发展的推进，工业生产过程中产生的大量废水也日益增多，工业废水中含有过量金属离子及酸根离子，其直接排放会对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.生物质固体废弃物经热解转变为生物质焦，生物质焦经酸洗脱灰与改性处理得碳基吸附材料；S2.将工业废水进行预处理，然后将S1所得碳基吸附材料投入预处理后的工业废水中，充分混合吸附后，固液分离并将分离出的固体烘干，得到吸附有金属离子和部分酸根离子的固体物质；S3.将S2所得固体物质置于惰性气氛中，煅烧处理，发生活化造孔与催化石墨化反应，得所述石墨型多孔碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.生物质固体废弃物经热解转变为生物质焦，生物质焦经酸洗脱灰与改性处理得碳基吸附材料；S2.将工业废水进行预处理，然后将S1所得碳基吸附材料投入预处理后的工业废水中，充分混合吸附后，固液分离并将分离出的固体烘干，得到吸附有金属离子和部分酸根离子的固体物质；S3.将S2所得固体物质置于惰性气氛中，煅烧处理，发生活化造孔与催化石墨化反应，得所述石墨型多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S1中生物质固体废弃物的热解温度为300-700℃。3.根据权利要求1所述的一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S1中的酸洗脱灰是指在25-70℃下将生物质焦投入38wt％氢氟酸及37wt％盐酸按照1:1-3的体积比组成的混合酸中，浸泡处理6-24h，然后固液分离，所得固体即为酸洗脱灰完成后的生物质焦，其中生物质焦与混合酸的用量比例为1-5g:100mL。4.根据权利要求3所述的一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S1中的改性处理是指在25-90℃下，按照1g:20-60mL的固液比将酸洗脱灰完成后的生物质焦投入硝酸、氢氧化钠溶液或高锰酸钾溶液中浸泡处理3-6h，然后固液分离并将分离出的固体烘干，即得碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡松，陈小芳，向军，任强强，何立模，廖广，张玉飞，张雅妮，苏胜，汪一，许凯，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42