一种高吸附性生物炭制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高吸附性生物炭制备方法，属于生物炭制备领域，其包含以下步骤：步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；步骤三：将步骤二中的前驱体先在有机胶中浸渍处理，然后将其取出呈多层间隙放置，并在持续流通的高炉尾气中进行烧蚀，制得中间体；步骤四：将步骤三中的中间体进行紫外辐射处理，制得高吸附性生物炭。该方法使得生物碳表面附着碳颗粒，使其表面粗糙化，提供了被吸附介质的更多吸附位点，从而实现了高吸附性能。吸附性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高吸附性生物炭制备方法


[0001]本专利技术涉及生物炭制备
，具体涉及一种高吸附性生物炭制备方法。

技术介绍

[0002]生物炭是生物质材料在缺氧或限氧条件下热解，去除生物质中的油和气后剩下的固体物质。因其孔隙发达、比表面积大以及离子交换能力强等独特的物理化学性质，能较好地直接吸附废水中的重金属离子和净化废气。但是传统的生物炭的制备方法，容易造成其孔坍塌，导致吸附性能较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高吸附性生物炭制备方法。
[0004]本专利技术的技术解决方案如下：
[0005]一种高吸附性生物炭制备方法，包含以下步骤：
[0006]步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；
[0007]步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；
[0008]步骤三：将步骤二中的前驱体先在有机胶中浸渍处理，然后将其取出呈多层间隙放置，并在持续流通的高炉尾气中进行烧蚀，制得中间体；
[0009]步骤四：将步骤三中的中间体进行紫外辐射处理，制得高吸附性生物炭。
[0010]优选地，所述步骤一中，碳源为秸秆、果壳或木材。
[0011]优选地，所述步骤二中，所述生物炭的质量与所述硅溶胶的体积比为1:3
‑
10
[0012]优选地，所述步骤二中，在将生物炭浸渍于所述硅溶胶之前需要对所述硅溶胶进行改性处理，具体为在硅溶胶中加入硅烷偶联剂，搅拌，酸碱调节，得到改性硅溶胶。
[0013]优选地，所述酸碱调节的pH值为2
‑
6。
[0014]优选地，所述步骤三中，有机胶为聚乙烯醇或环氧树脂。
[0015]优选地，所述步骤三中，按体积占比算，高炉尾气的气体成分为：一氧化碳含量25
‑
36％，二氧化碳含量18
‑
39％，氮气含量42
‑
68％，氧含量0.1
‑
0.4％，其余为杂质气体。
[0016]优选地，所述步骤三中，在烧蚀过程中往前躯体中加入碳纤维。
[0017]优选地，所述步骤三中，多层间隙放置具体的间隙为10
‑
30cm。
[0018]优选地，所述步骤三中，高炉尾气的体积流量为60
‑
80mL/min。
[0019]本专利技术至少具有以下有益效果之一：
[0020](1)本专利技术的一种高吸附性生物炭的生物炭制备方法，通过将生物炭在硅溶胶中预处理，硅溶胶的网络结构对生物炭的孔道进行支撑，防止孔道坍塌，具有增强作用；然后将前驱体先在有机胶中浸渍，使其表面涂覆一层胶黏层，然后一方面高炉尾气中的碳颗粒附着在胶黏层上，另一方面将高炉尾气中二氧化碳还原成一氧化碳，成为燃气，助于燃烧，对热源的二次使用，同时在烧蚀过程中，有机胶燃烧挥发进一步提供碳源，同时对多层的生
物炭中间体同时进行附着碳颗粒，使得生物炭表面粗糙化，产生更多地吸附位点。
[0021](2)本专利技术中的一种高吸附性生物炭制备方法，通过进行紫外辐射处理，使得生物炭表面带上含氧官能团，亲水性提高，更利于液滴的附着。
[0022](3)本专利技术的一种高吸附性生物炭制备方法，通过提前对硅溶胶进行改性，更利于后续有机胶的浸渍，即能够大大提高硅溶胶中二氧化硅与有机树脂之间的相容性。
具体实施方式
[0023]以下结合实施例对本专利技术作进一步具体描述，但本专利技术的技术方案并不局限于下述实施例的范围。
[0024]需要说明的是以下份数按照重量份数算。
[0025]实施例1
[0026]一种高吸附性生物炭制备方法，包含以下步骤：
[0027]步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；具体为，将油菜秸秆切碎至1厘米左右，烘干后在隔绝空气的条件下加热到510℃，并维持该温度3.5h，得到生物炭；
[0028]步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；具体为，将100ml模数为3.2的水玻璃稀释于200ml水中，搅拌30min，搅拌过程中，加入稀硝酸，使混合液的pH值至4.5，得到硅溶胶；将1份生物炭放置于10份硅溶胶进行浸润，在温度为30℃，湿度为65％的条件下养护5天，使混合物充分固化，干燥；用水浸泡洗涤混合物，洗去残余的硝酸和生成硝酸钠，晾干，制得前驱体。
[0029]步骤三：将步骤二中的前驱体先在聚乙烯醇中浸渍处理1h，然后将其干燥取出呈3层间隙放置，间隙为20cm，并在持续流通的高炉尾气中进行烧蚀，高炉尾气的体积流量为65mL/min。制得中间体；其中，按体积占比算，高炉尾气的气体成分为：一氧化碳含量25％，二氧化碳含量18％，氮气含量42％，氧含量0.1％，其余为杂质气体。
[0030]步骤四：将步骤三中的中间体进行紫外辐射处理，制得高吸附性生物炭。
[0031]实施例2
[0032]一种高吸附性生物炭制备方法，包含以下步骤：
[0033]步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；具体为，将小麦秸秆切碎至1厘米左右，烘干后在隔绝空气的条件下加热到530℃，并维持该温度4h，得到生物炭；
[0034]步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；具体为，将100ml模数为3.2的水玻璃稀释于200ml水中，搅拌30min，搅拌过程中，加入稀硝酸，使混合液的pH值至4.5，得到硅溶胶；将1.5份生物炭放置于10份硅溶胶进行浸润，在温度为30℃，湿度为65％的条件下养护5天，使混合物充分固化，干燥；用水浸泡洗涤混合物，洗去残余的硝酸和生成硝酸钠，晾干，制得前驱体。
[0035]步骤三：将步骤二中的前驱体先在聚乙烯醇中浸渍处理1h，然后将其干燥取出呈3层间隙放置，间隙为20cm，并在持续流通的高炉尾气中进行烧蚀，高炉尾气的体积流量为65mL/min。制得中间体；其中，按体积占比算，高炉尾气的气体成分为：一氧化碳含量28％，二氧化碳含量21％，氮气含量46％，氧含量0.15％，其余为杂质气体。
[0036]步骤四：将步骤三中的中间体进行紫外辐射处理，制得高吸附性生物炭。
[0037]实施例3
[0038]一种高吸附性生物炭制备方法，包含以下步骤：
[0039]步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；具体为，将稻草秸秆切碎至1厘米左右，烘干后在隔绝空气的条件下加热到480℃，并维持该温度4h，得到生物炭；
[0040]步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；具体为，将100ml模数为3.2的水玻璃稀释于200ml水中，搅拌30min，搅拌过程中，加入稀硝酸，使混合液的pH值至5.2，得到硅溶胶；将3份生物炭放置于10份硅溶胶进行浸润，在温度为30℃，湿度为65％的条件下养护5天，使混合物充分固化，干燥；用水浸泡洗涤混合物，洗去残余的硝酸和生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高吸附性生物炭制备方法，其特征在于：包含以下步骤：步骤一：将碳源进行热处理，制得生物炭；步骤二：制备硅溶胶，将生物炭浸渍于所述硅溶胶中，取出干燥，制得前驱体；步骤三：将步骤二中的前驱体先在有机胶中浸渍处理，然后将其取出呈多层间隙放置，并在持续流通的高炉尾气中进行烧蚀，制得中间体；步骤四：将步骤三中的中间体进行紫外辐射处理，制得高吸附性生物炭。2.根据权利要求1所述的一种高吸附性生物炭制备方法，其特征在于：所述步骤一中，碳源为秸秆、果壳或木材。3.根据权利要求1所述的一种高吸附性生物炭制备方法，其特征在于：所述步骤二中，所述生物炭的质量与所述硅溶胶的体积比为1:3
‑
10。4.根据权利要求1所述的一种高吸附性生物炭制备方法，其特征在于：所述步骤二中，在将生物炭浸渍于所述硅溶胶之前需要对所述硅溶胶进行改性处理，具体为在硅溶胶中加入硅烷偶联剂，搅拌，酸碱调节，得到改性硅溶胶。5.根据权利要求4所述的一种高吸附性生物炭制备方法，其特征在于：所述酸碱调节的pH值为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑科，
申请(专利权)人：宜春惠众生物能源有限公司，
类型：发明
国别省市：