一种酸性生物质炭的制备方法技术

本发明专利技术属于生物质炭技术领域，具体涉及一种酸性生物质炭的制备方法。本发明专利技术将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料；将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭；所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。本发明专利技术以生物质原料和含氯聚合物作为原料，其中生物质原料经炭化生成生物质炭，将含氯聚合物在炭化过程中产生的HCl气体吸附，所吸附的HCl气体能够促使生物质炭中结构发生缩聚，改性表面基团，进而制备得到酸性生物质炭。本发明专利技术所采用的原料成本较低，且制备过程中不会对环境产生二次污染。二次污染。二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性生物质炭的制备方法


[0001]本专利技术属于生物质炭
，具体涉及一种酸性生物质炭的制备方法。

技术介绍

[0002]生物质炭是在无氧或缺氧条件下对生物质原料进行热解得到的一种高度芳香化的固态富碳产物，具有孔道结构丰富、化学性质稳定、孔容量大、阳离子交换能力强、热稳定性高和比表面积大等特点。当前制备得到的生物质炭一般呈碱性，在酸性土壤改良、酸性土壤重金属污染钝化和水体重金属离子吸附方面具有较好的应用前景，可以中和土壤酸度、降低土壤中重金属离子的生物有效性以及去除水体中部分重金属污染物。然而，对于受重金属污染的碱性土壤和水体，碱性较高的生物质炭并不适用。
[0003]而传统的酸性生物质炭主要采用硝酸和磷酸等化学试剂对生物质炭进行酸化处理，以增加生物质炭表面酸性官能团数量。但是在进行酸化处理的过程中采用纯酸性试剂作为原料，成本较高，且容易产生大量的酸性废液，容易造成二次污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种酸性生物质炭的制备方法，本专利技术以生物质原料和含氯聚合物作为原料，成本较低，且不会产生二次污染。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种酸性生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料；
[0008]将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭；
[0009]所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。
[0010]优选的，所述生物质原料包括污泥、底泥和秸秆中的一种或几种。
[0011]优选的，所述含氯聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化聚丙烯中的一种或几种。
[0012]优选的，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的1％～25％。
[0013]优选的，所述炭化在保护气氛中进行。
[0014]优选的，所述炭化的温度为300～700℃，时间为2～4h。
[0015]优选的，当所述生物质原料为底泥、且所述炭化的温度T为：300≤T＜500℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的1％～25％；
[0016]当所述生物质原料为底泥、且所述炭化的温度T为：500≤T≤700℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的10％～25％。
[0017]优选的，当所述生物质原料为秸秆、且所述炭化的温度T为300℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的10％～25％；
[0018]当所述生物质原料为秸秆、且所述炭化的温度T为：300＜T＜600℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的20％～25％；
[0019]当所述生物质原料为秸秆、且所述炭化的温度T为：600≤T≤700℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的24％～25％。
[0020]本专利技术提供了一种酸性生物质炭的制备方法，包括以下步骤：将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料；将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭；所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。本专利技术以生物质原料和含氯聚合物作为原料，其中生物质原料经炭化生成生物质炭，吸附含氯聚合物在炭化的过程中产生的HCl气体，所吸附的HCl气体能够促使生物质炭中结构发生缩聚，改性表面基团，进而制备得到酸性生物质炭。本专利技术所采用的原料成本较低，且制备过程中不会对环境产生二次污染。
附图说明
[0021]图1为实施例1和3、对比例1以及空白污泥的扫描电镜测试图；
[0022]图2为实施例1～3得到的酸性生物质炭对水体中As(III)和Cr(VI)离子的去除效果图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种酸性生物质炭的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料；
[0025]将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭；
[0026]所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。
[0027]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0028]本专利技术将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料。
[0029]在本专利技术中，所述生物质原料优选包括污泥、底泥和秸秆中的一种或几种；当所述生物质原料包括上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的比例没有特殊的限定，按照任意比例混合均可。在本专利技术中，所述生物质原料的含水量优选为≤2％，进一步优选为1％。
[0030]在本专利技术中，所述含氯聚合物优选包括聚氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化聚丙烯中的一种或几种；当所述含氯聚合物包括上述选择中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的比例没有特殊的限定，按照任意比例混合均可。在本专利技术中，所述含氯聚合物的密度优选为1.40g/cm3。在本专利技术中，所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。在本专利技术中，所述含氯聚合物的灰分优选为≤0.2％，进一步优选为0.1％。
[0031]进行所述预混前，本专利技术还优选包括将所述生物质原料依次进行干燥至恒重、研磨和过筛处理。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为60℃。本专利技术对所述干燥的时间没有特殊的要求，能够使所述生物质原料满足含水量≤2％即可。本专利技术对所述研磨的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本专利技术中，所述过筛处理所采用的筛子的目数优选为100目。本专利技术对所述过筛处理的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。
[0032]进行所述预混前，本专利技术还优选包括将所述含氯聚合物依次进行研磨和过筛处理。本专利技术对所述研磨的过程没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本专利技术中，所述过筛处理所采用的筛子的目数优选为100目。本专利技术对所述过筛处理的过程没有特
殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。
[0033]在本专利技术中，所述含氯聚合物的质量优选占所述预混料质量的1％～25％，进一步优选为2％～24％，更优选为3％～23％。
[0034]本专利技术对所述预混的过程没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的即可。
[0035]得到所述预混料后，本专利技术将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭。
[0036]在本专利技术中，所述炭化的温度优选为300～700℃，进一步350～650℃，更优选为400～600℃；时间优选为2～4h，进一步优选为3h。在本专利技术中，升温至所述炭化温度的升温速率优选为9～11℃/min，进一步优选为10℃/min。在本专利技术中，所述炭化优选在保护气氛中进行；所述保护气氛优选为氮气。在本专利技术中，所述保护气氛的流速优选为100mL/min。在本专利技术中，所述炭化优选在管式炉中进行。
[0037]在本专利技术中，当所述生物质原料为底泥、且所述炭化的温度T为：300≤T＜500℃时，所述含氯聚合物的质量优选占预混料质量的1％～25％。
[0038]在本专利技术中，当所述生物质原料为底泥、且所述炭化的温度T为：500≤T≤700℃时，所述含氯聚合物的质量占预混料质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性生物质炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物质原料和含氯聚合物预混，得到预混料；将所述预混料进行炭化，得到所述酸性生物质炭；所述含氯聚合物在炭化的过程中能够生成HCl。2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，所述生物质原料包括污泥、底泥和秸秆中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氯聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚乙烯和氯化聚丙烯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氯聚合物的质量占预混料质量的1％～25％。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述炭化在保护气氛中进行。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述炭化的温度为300～700℃，时间为2～4h。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：单胜道，孟俊，李章涛，李文瑾，虞轶俊，蒋玉根，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：