一种园林废弃物生物质炭改性方法技术

本发明专利技术公开了一种园林废弃物生物质炭改性方法,S1、将园林生物质炭破碎通过筛网；S2、园林生物质炭的预处理；S3、园林生物质炭的改性处理：用硫酸亚铁溶液将园林生物质炭II在恒温水浴中搅拌并浸渍10h‑12h，抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II，直至滤液pH与去离子水pH相同，加入氢氧化钾溶液搅拌并浸渍1h‑2h后抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II直至滤液pH与去离子水pH相同，干燥后得到改性后的园林生物质炭，本发明专利技术，通过采用化学改性活化法，对经过预处理的园林生物质炭进行了孔结构和含氧官能团的改性处理，制备出来的园林生物质炭孔洞明显增多，比表面积增大，含氧官能团增多，改性出的园林生物质炭对含亚甲基蓝废水去除能力明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种园林废弃物生物质炭改性方法
本专利技术涉及生物质炭改性
，尤其涉及一种园林废弃物生物质炭改性方法。
技术介绍
园林废弃物生物质炭可以应用在水质净化、土壤重金属污染修复和土壤改良等方面，但其吸附性能有限。通过氧化、还原改性等改性方法可以明显改变生物质炭的表面性质，例如丰富生物质炭孔隙、增大比表面积、增加特征官能团的数量，这些特征均有利于生物质炭在水体污染方面利用吸附法进行处理的效率；王月瑛研究发现酸洗处理能够改变生物质炭表面官能团，从而提高其吸附性能；李坤权利用KOH对互花米草杆、棉杆进行改性，改性后的生物质炭富含微孔，对水中碘、亚甲基蓝及2.4-二硝基苯酚均有良好的吸附性能；韩香云等提出通过KOH改性制备的园林生物质炭BET增大，孔隙结构发达；Gokce等发现硝酸改性后的生物质炭对亚甲基蓝的吸附量有显著影响。因此，本专利技术提出了一种园林废弃物生物质炭改性方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在园林废弃物生物质炭吸附性能有限的缺点，而提出的一种园林废弃物生物质炭改性方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种园林废弃物生物质炭改性方法，包括以下步骤：S1、将园林生物质炭加入到破碎机中进行破碎得到粉末，将粉末通过80目的筛网过滤得到过筛物，未过筛物转移回破碎机再次进行破碎直至园林生物质炭全部通过筛网，备用；S2、园林生物质炭的预处理：将园林生物质炭清洗并干燥后得到园林生物质炭I，将园林生物质炭I用磷酸溶液搅拌浸渍，抽滤，并使用去离子水清洗园林生物质炭I，直至清洗的滤液的pH与去离子水pH相同，并对园林生物质炭I干燥后得到园林生物质炭II，备用；S3、园林生物质炭的改性处理：用pH为中性的硫酸亚铁溶液将园林生物质炭II在恒温水浴中搅拌并浸渍10h-12h，抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II，直至滤液pH与去离子水pH相同，加入氢氧化钾溶液搅拌并浸渍1h-2h后抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II直至滤液pH与去离子水pH相同，干燥后得到改性后的园林生物质炭。优选的，所述S2步骤中园林生物质炭I与磷酸溶液的质量比为1：2，磷酸溶液的质量百分比浓度为40％，且搅拌时间为1h～3h。优选的，所述硫酸亚铁溶液搅拌浸渍的条件为：硫酸亚铁溶液的浓度为1mol/L～3mol/L，搅拌时间为1h～2h，园林生物质炭II与硫酸亚铁溶液的质量比为1：10-1：20。优选的，所述氢氧化钾溶液搅拌浸渍的条件为：氢氧化钾浓度为0.1mol/L～0.25mol/L，搅拌温度为30℃～50℃；园林生物质炭II与氢氧化钾溶液的质量比为1：10-1：20，搅拌浸渍时间为3h～5h。优选的，所述园林生物质炭为法国梧桐落叶生物质炭和女贞落叶生物质炭。优选的，所述干燥的条件为：干燥温度为95℃，干燥时间为12h。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术，通过采用化学改性活化法，对经过预处理的园林生物质炭进行了孔结构和含氧官能团的改性处理，制备出来的园林生物质炭孔洞明显增多，比表面积增大，含氧官能团增多，改性出的园林生物质炭对含亚甲基蓝废水去除能力明显提升。2、本专利技术，操作简单，成本低，对实验条件要求低，改性效果好，经此改性后对亚甲基蓝的吸附去除能力会增强；可以通过此种利用方法减少水处理过程中园林生物质炭的投加量来减少废水处理成本。附图说明图1为本专利技术提出的一种园林废弃物生物质炭改性方法的改性前扫描电镜下的法国梧桐落叶园林生物质结构示意图；图2为本专利技术提出的一种园林废弃物生物质炭改性方法的改性后扫描电镜下的法国梧桐落叶园林生物质结构示意图；图3为本专利技术提出的一种园林废弃物生物质炭改性方法的改性前后X射线衍射照射下结构示意图；图4为本专利技术提出的一种园林废弃物生物质炭改性方法的改性前后红外射线衍射照射下结构示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例：一种园林废弃物生物质炭改性方法，包括以下步骤：S1、将100g法国梧桐落叶园林生物质炭加入到破碎机中进行破碎得到粉末，将粉末通过80目的筛网过滤得到过筛物，未过筛物转移回破碎机再次进行破碎直至园林生物质炭全部通过筛网，备用；S2、园林生物质炭的预处理：将园林生物质炭清洗并干燥后得到园林生物质炭I，将园林生物质炭I用200ml质量百分比浓度为40％的磷酸溶液搅拌2h后浸渍，抽滤，并使用1000ml去离子水清洗园林生物质炭I，直至清洗的滤液的pH与去离子水pH相同，并对园林生物质炭I干燥后得到园林生物质炭II，备用；S3、园林生物质炭的改性处理：用pH为中性的浓度为2mol/L硫酸亚铁溶液1500ml将园林生物质炭II在恒温水浴中搅拌1h并浸渍10h，抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II，直至滤液pH与去离子水pH相同，加入浓度为0.2mol/L氢氧化钾溶液1500ml搅拌4h，在40℃的温度下浸渍2h后抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II直至滤液pH与去离子水pH相同，95℃干燥l2h后得到改性后的园林生物质炭。通过扫描电镜来观察法国梧桐落叶园林生物质炭改性前和改性后的结构，如图1和图2所示：如图1和图2所示，通过扫描电镜可以清晰地看到，未改性生物质炭显微结构显示孔洞较少，孔道连通度低，但本专利技术制得的改性后法国梧桐落叶生物质炭颗粒表面已经形成了发大的类似蜂窝状、孔径大小不一的孔隙结构，孔道连通度大，团粒结构较原料体积变大，团粒结构上的孔隙较大，规则且丰富。可以看出改性后的生物质炭的比表面积较改性前有了大幅度的提升，经测定生物质炭的比表面积，得到未改性生物质炭比表面积从为121.58m2/g，改性后比表面积为151.49m2/g，改性后比表面积增加了24.40％。通过X射线衍射和红外线衍射来观察法国梧桐落叶园林生物质炭改性前和改性后的结构，如图3所示：如图3所示，改性后生物质炭的XRD图的吸收峰较未改性的吸收峰多，且强度大，改性生物质炭在2θ分别为26°和44°附近均有较为明显的特征衍射峰，分别为乱层石墨的(002)平面和(100)平面，这两个衍射峰强度随着改性而加强，这是由于化学改性使生物质炭更趋向于无定形非结晶类点石墨烯结构，改性后生物质炭的骨架结构单元类似于无定形炭，石墨微晶组成了炭质吸附剂的孔壁，其间的空隙则成为了细孔。通过红外线衍射来观察法国梧桐落叶园林生物质炭改性前和改性后的结构，如图4所示：如图4所示，改性生物质炭的FTIR曲线较未改性生物质炭曲线有部分官能团吸收峰存在差异，改性后生物质炭曲线上的显示表面官能团种类变多，3403cm-1～3417cm-1出现较宽的吸收峰，主要为O-H键的伸缩振动区；2784cm-1附近的振动峰是由C-H伸缩振动产生；在1745cm-1附近B6-K表面的-COO-吸收峰较明显，表明生物质炭表面的羧基含量相对较多，可以有效吸附极性有机物亚甲基蓝，1567cm-1～1623cm-1主要为非共轭羰基或酯基的C＝O键振动的吸收峰；在998cm-1～1060cm-1主要为C-O-C键伸缩振动区域，由上述分析可知，改性后生物质炭中包含酯、醚、醇及苯酚等含氧基团，这些官能团的作用不仅表现在生物炭的吸附性能上，还有它的催化作用，故在进行吸附实验中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种园林废弃物生物质炭改性方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将园林生物质炭加入到破碎机中进行破碎得到粉末，将粉末通过80目的筛网过滤得到过筛物，未过筛物转移回破碎机再次进行破碎直至园林生物质炭全部通过筛网，备用；S2、园林生物质炭的预处理：将园林生物质炭清洗并干燥后得到园林生物质炭I，将园林生物质炭I用磷酸溶液搅拌浸渍，抽滤，并使用去离子水清洗园林生物质炭I，直至清洗的滤液的pH与去离子水pH相同，并对园林生物质炭I干燥后得到园林生物质炭II，备用；S3、园林生物质炭的改性处理：用pH为中性的硫酸亚铁溶液将园林生物质炭II在恒温水浴中搅拌并浸渍10h‑12h，抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II，直至滤液pH与去离子水pH相同，加入氢氧化钾溶液搅拌并浸渍1h‑2h后抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II直至滤液pH与去离子水pH相同，干燥后得到改性后的园林生物质炭。

【技术特征摘要】
1.一种园林废弃物生物质炭改性方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将园林生物质炭加入到破碎机中进行破碎得到粉末，将粉末通过80目的筛网过滤得到过筛物，未过筛物转移回破碎机再次进行破碎直至园林生物质炭全部通过筛网，备用；S2、园林生物质炭的预处理：将园林生物质炭清洗并干燥后得到园林生物质炭I，将园林生物质炭I用磷酸溶液搅拌浸渍，抽滤，并使用去离子水清洗园林生物质炭I，直至清洗的滤液的pH与去离子水pH相同，并对园林生物质炭I干燥后得到园林生物质炭II，备用；S3、园林生物质炭的改性处理：用pH为中性的硫酸亚铁溶液将园林生物质炭II在恒温水浴中搅拌并浸渍10h-12h，抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II，直至滤液pH与去离子水pH相同，加入氢氧化钾溶液搅拌并浸渍1h-2h后抽滤，用去离子水清洗园林生物质炭II直至滤液pH与去离子水pH相同，干燥后得到改性后的园林生物质炭。2.根据权利要求1所述的一种园林废弃物生物质炭改性方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：申圆圆，林倩，麻李娜，郝恒星，李乐，刘田田，王雪梅，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61