一种改性生物炭材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种改性生物炭材料及其制备方法和应用，属于吸附剂技术领域。本发明专利技术提供的改性生物炭材料包括生物炭和负载于所述生物炭上的磷化亚铜。生物炭具有良好的甲醛吸附性能，磷化亚铜具有良好的抑菌活性，本发明专利技术将磷化亚铜负载于生物炭上，得到的改性生物炭具有良好的甲醛吸附性能和抑菌活性。具有良好的甲醛吸附性能和抑菌活性。具有良好的甲醛吸附性能和抑菌活性。

【技术实现步骤摘要】
一种改性生物炭材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及吸附剂
，尤其涉及一种改性生物炭材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]甲醛在常温下是一种无色有刺激性气味儿的气体，通常来源于建工、化工、木材及家具加工，以及地毯和纺织品等产业，室内空气中的甲醛主要来源于装修装饰材料和生活用品的使用，以及通过空气交换引入的一部分室外甲醛。长期暴露在甲醛环境中产生的危害包括以下几方面：1)刺激作用，短暂接触低浓度的甲醛会引起皮肤、呼吸道和神经系统的刺激反应，如皮炎、咳嗽、流泪、头痛等症状；2)免疫力降低，甲醛对免疫系统的抑制作用已得到动物实验的证实；此外，头晕、记忆力减退，以及慢性呼吸道疾病等症状，在长期接触甲醛的人群中也有所体现；3)致癌致畸致突变；
[0003]现有的甲醛吸附剂为保证吸附性能，吸附剂常选用活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛等多孔、且具有高比表面积的材料。现有的吸附材料容易滋生细菌，且存在发酸发臭的问题，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改性生物炭材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的改性生物炭材料不但具有良好的甲醛吸附性能，而且具有良好的抑菌活性。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种改性生物炭材料，包括生物炭和负载于所述生物炭上的磷化亚铜。
[0007]优选的，所述改性生物炭材料还包括O和N元素。
[0008]本专利技术提供了上述方案所述改性生物炭材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将生物炭与硝酸铜和水混合，得到反应料液；
[0010]将所述反应料液进行水热反应，得到生物炭/碱式碳酸铜；
[0011]将所述生物炭/碱式碳酸铜进行煅烧，得到生物炭/氧化铜；
[0012]将所述生物炭/氧化铜在磷化氢气氛中进行磷化，得到所述改性生物炭。
[0013]优选的，所述生物炭的质量与硝酸铜的摩尔量之比为(2～4)g：(10～80)mmol。
[0014]优选的，所述水热反应的温度为100～160℃，时间为24～48h。
[0015]优选的，所述煅烧的温度为250～400℃，保温时间为2～4h；所述煅烧在空气氛围下进行。
[0016]优选的，所述磷化的时间为6～12h。
[0017]优选的，所述生物炭的粒径为40～60目。
[0018]优选的，所述生物炭由生物质原料经焙烧得到；所述生物质原料包括椰壳、花生壳和秸秆中的一种或多种；所述焙烧的温度为400～700℃，时间为3～6h。
[0019]本专利技术提供了上述方案所述改性生物炭材料或上述方案所述制备方法制备得到
的改性生物炭材料作为吸附剂在吸附甲醛中的应用。。
[0020]本专利技术提供了一种改性生物炭材料，包括生物炭和负载于所述生物炭上的磷化亚铜。生物炭具有良好的甲醛吸附性能，磷化亚铜具有良好的抑菌活性，本专利技术将磷化亚铜负载于生物炭上，得到的改性生物炭具有良好的甲醛吸附性能和抑菌活性。实施例的结果表明，本专利技术提供的改性生物炭材料在甲醛吸附以及抑菌方面都有着极佳的效果，甲醛去除率最高达98.2％，除菌率最高达99.7％。
附图说明
[0021]图1为吸附材料性能评价装置示意图，其中，1
‑
氮气瓶，2
‑
水浴锅，3
‑
多聚甲醛，4
‑
质量流量计，5
‑
单向阀，6
‑
石英管，7
‑
管式加热炉，8
‑
吸附剂，9
‑
红外光谱仪；
[0022]图2为直接焙烧硝酸铜制备得到的CuO颗粒、实施例5中的花生壳生物炭和CuO@PC的扫描电镜和透射电镜图；
[0023]图3为实施例5制备的改性生物炭材料在经磷化处理前后的XRD图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种改性生物炭材料，包括生物炭和负载于所述生物炭上的磷化亚铜。
[0025]在本专利技术中，所述改性生物炭材料中优选还含有N和O元素。
[0026]本专利技术提供了上述方案所述改性生物炭材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将生物炭与硝酸铜和水混合，得到反应料液；
[0028]将所述反应料液进行水热反应，得到生物炭/碱式碳酸铜；
[0029]将所述生物炭/碱式碳酸铜进行煅烧，得到生物炭/氧化铜；
[0030]将所述生物炭/氧化铜在磷化氢气氛中进行磷化，得到所述改性生物炭。
[0031]在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0032]本专利技术将生物炭与硝酸铜和水混合，得到反应料液。
[0033]在本专利技术中，所述生物炭优选由生物质原料经焙烧得到；所述生物质原料优选包括椰壳、花生壳和秸秆中的一种或多种；所述焙烧的温度优选为400～700℃，更优选为450～650℃，进一步优选为500～600℃；所述焙烧的时间优选为3～6h，更优选为3.5～5.5h，进一步优选为4～5h。在本专利技术中，所述焙烧优选在氮气氛围下进行。
[0034]在本专利技术中，所述生物炭的粒径优选为40～60目。
[0035]在本专利技术中，所述硝酸铜优选以硝酸铜水溶液的形式使用；所述硝酸铜水溶液的浓度优选为0.5～4mol/L，更优选为1～3.5mol/L，进一步优选为2～3mol/L。在本专利技术中，所述生物炭的质量与硝酸铜的摩尔量之比优选为(2～4)g：(10～80)mmol，更优选为2g：(10～80)mmol，进一步优选为2g：(30～60)mmol，更进一步优选为2g：(40～50)mmol。
[0036]本专利技术对所述水的用量没有特殊要求，能够将硝酸铜完全溶解且将生物炭分散均匀即可。
[0037]得到反应料液后，本专利技术将所述反应料液进行水热反应，得到生物炭/碱式碳酸铜。
[0038]在本专利技术中，所述水热反应的温度优选为100～160℃，更优选为120～150℃，进一
步优选为130～140℃；所述水热反应的时间优选为24～48h，更优选为30～40h，进一步优选为32～36h。在本专利技术中，所述水热反应优选在高压反应釜中进行。完成所述水热反应后，本专利技术优选将所得水热反应产物进行水洗和干燥，得到生物炭/碱式碳酸铜。
[0039]本专利技术在所述水热反应过程中，硝酸铜转化为碱式碳酸铜，得到生物炭/碱式碳酸铜。
[0040]得到生物炭/碱式碳酸铜后，本专利技术将所述生物炭/碱式碳酸铜进行煅烧，得到生物炭/氧化铜。
[0041]在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为250～400℃，更优选为300～350℃，进一步优选为320～330℃；保温时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h，进一步优选为3h；所述煅烧优选在空气氛围下进行。本专利技术在所述煅烧过程中，碱式碳酸铜转化为氧化铜。
[0042]得到生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性生物炭材料，其特征在于，包括生物炭和负载于所述生物炭上的磷化亚铜。2.根据权利要求1所述的改性生物炭材料，其特征在于，所述改性生物炭材料还包括O和N元素。3.权利要求1或2所述改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物炭与硝酸铜和水混合，得到反应料液；将所述反应料液进行水热反应，得到生物炭/碱式碳酸铜；将所述生物炭/碱式碳酸铜进行煅烧，得到生物炭/氧化铜；将所述生物炭/氧化铜在磷化氢气氛中进行磷化，得到所述改性生物炭。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述生物炭的质量与硝酸铜的摩尔量之比为(2～4)g：(10～80)mmol。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，文葳，李凯，毛威，宁平，赵劼，孙鑫，施磊，马懿星，王驰，李原，包双友，
申请(专利权)人：广东省蔚蓝环境技术研究院江西省润穹环保科技有限公司云南蔚蓝环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：