一种裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用和改性裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及生物炭制备技术领域，尤其涉及一种裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用和改性裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用

【技术实现步骤摘要】
一种裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用和改性裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物炭制备
，尤其涉及一种裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用和改性裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]生物炭是一种高度芳香
、
富含碳的难溶
、
稳定多孔固体颗粒，通过高温热解和生物质在低氧或缺氧条件下碳化而形成
。
生物炭的多孔结构可以稳定地固定碳元素数百年，并且在矿化后，碳元素很难在环境中分解
。
制备生物炭的原材料主要是制药
、
造纸和农业加工等行业产生的废物，将这些废料处理成生物炭使其在农业
、
环保
、
化工
、
制药等领域应用，可以实现高废物利用率，有效减少资源浪费，具有重要的现实意义和研究价值
。
[0003]生物炭的改性是指在炭化过程中，加入各种助剂，改变其表面物理化学性质，以提高其吸附能力
。
目前，对生物炭改性的方法主要有化学改性和物理改性两种
。
生物炭的化学改性是指加入助剂
、
螯合剂或其他添加剂，提高生物炭的比表面积
、
孔容等参数，以增加其对污染物的吸附能力
。
一般认为，在碱性条件下，在惰性载体上进行活化改性可获得最好的效果
。
物理活化，是一种在高温热解过程中通入蒸气或二氧化碳等气体对生物炭活化的技术方法<br/>。
近年来，人们对生物炭的物理化学性质与其吸附能力之间关系进行了广泛研究，认为富含羧基
、
羟基等官能团是吸附能力强的原因之一
。
此外，生物炭中还含有大量可与金属离子形成络合物
、
螯合物或配位化合物的官能团，这些官能团与金属离子形成配合物后也可提高生物质对金属离子的吸附能力
。
[0004]脱脂裂殖壶藻渣是以裂殖壶藻为优势种群的菌体培养过程中产生的一种废弃物，目前该残渣大多被作为饲料原料或堆肥肥料使用
。
并未见将其制备生物炭的相关研究
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用和改性裂殖壶藻渣生物炭及其制备方法与应用，以脱脂裂殖壶藻渣为原材料制备的活化生物炭具有丰富的官能团和更加发达的多级孔结构，进一步提高了裂殖壶藻渣生物炭比表面积，而且还实现了藻渣的高值化利用
。
[0006]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：
[0007]本专利技术提供了一种裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)
将脱脂裂殖壶藻渣热解，冷却至
20
～
30℃
，得到固体；
[0009]2)
用盐酸和水依次洗涤所述固体的
pH
至
6.5
～
7.5
，得到裂殖壶藻渣生物炭；
[0010]所述热解的升温速率为3～
7℃/min
，所述热解的温度为
400
～
700℃
，所述热解的时间为1～
3h。
[0011]作为优选，所述脱脂裂殖壶藻渣的粒径为
30
～
50
目
。
[0012]作为优选，步骤
2)
中，所述盐酸的初始浓度为
0.5
～
1.5mol/L。
[0013]本专利技术提供了所述的裂殖壶藻渣生物炭的制备方法制备得到的裂殖壶藻渣生物炭
。
[0014]本专利技术提供了所述的裂殖壶藻渣生物炭在制备改性裂殖壶藻渣生物炭中的应用
。
[0015]本专利技术还提供了一种改性裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)
将裂殖壶藻渣生物炭和
KHCO3固体混合，热解，冷却至
20
～
30℃
，得到混合物；
[0017](2)
用盐酸和水依次洗涤所述混合物的
pH
为
6.5
～
7.5
，得到改性裂殖壶藻渣生物炭；
[0018]所述裂殖壶藻渣生物炭为所述的制备方法制备得到的裂殖壶藻渣生物炭或者所述的裂殖壶藻渣生物炭；
[0019]所述热解的升温速率为3～
7℃/min
，所述热解的温度为
400
～
700℃
，所述热解的时间为1～
3h。
[0020]作为优选，步骤
(1)
中，所述裂殖壶藻渣生物炭和
KHCO3固体混合的质量比为
1:0.5
～
1.5。
[0021]作为优选，步骤
(2)
中，所述盐酸的初始浓度为
0.5
～
1.5mol/L
；所述混合物和盐酸的质量体积比为1：
15
～
25。
[0022]本专利技术还提供了所述的改性裂殖壶藻渣生物炭的制备方法制备得到的改性裂殖壶藻渣生物炭
。
[0023]本专利技术还提供了所述的改性裂殖壶藻渣生物炭在制备吸附抗生素的产品中的应用
。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025](1)
本专利技术以脱脂裂殖壶藻渣为原料，通过热解反应制备得到生物炭，其比表面积为
389.6704m2/g
；使用碳酸氢钾
(KHCO3)
作为活化剂对裂殖壶藻渣生物炭进行改性，制备得到的改性裂殖壶藻渣生物炭具有更丰富的官能团和更加发达的多级孔结构，其比表面积最高可达
2295.26m2/g
，石墨化程度也明显提高
。
[0026](2)
本专利技术制备得到的改性裂殖壶藻渣生物炭具有分级多孔结构，实现藻渣的高值化利用
。
[0027](3)
本专利技术制备的改性裂殖壶藻渣生物炭表面存在丰富的
‑
OH、C
‑
O、C
＝
O、C
‑
C
等基团
。
在进行四环素吸附过程中，活化后的生物炭对四环素的吸附速率和吸附容量均有显著提高，最大容量可达到
1397.65mg/g。
附图说明
[0028]图1为实施例1中的裂殖壶藻渣生物炭的吸附脱附曲线；
[0029]图2为实施例1中的改性裂殖壶藻渣生物炭的吸附脱附曲线；
[0030]图3为实施例2中的裂殖壶藻渣生物炭的吸附脱附曲线
[0031]图4为实施例2中的改性裂殖壶藻渣生物炭的吸附脱附曲线；
[0032]图5为实施例1中的裂殖壶藻渣生物炭的扫描电镜图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)
将脱脂裂殖壶藻渣热解，冷却至
20
～
30℃
，得到固体；
2)
用盐酸和水依次洗涤所述固体的
pH
至
6.5
～
7.5
，得到裂殖壶藻渣生物炭；所述热解的升温速率为3～
7℃/min
，所述热解的温度为
400
～
700℃
，所述热解的时间为1～
3h。2.
根据权利要求1所述的裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，其特征在于，所述脱脂裂殖壶藻渣的粒径为
30
～
50
目
。3.
根据权利要求2所述的裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，其特征在于，步骤
2)
中，所述盐酸的初始浓度为
0.5
～
1.5mol/L。4.
权利要求1～3任意一项所述的裂殖壶藻渣生物炭的制备方法制备得到的裂殖壶藻渣生物炭
。5.
权利要求4所述的裂殖壶藻渣生物炭在制备改性裂殖壶藻渣生物炭中的应用
。6.
一种改性裂殖壶藻渣生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
将裂殖壶藻渣生物炭和
KHCO3固体混合，热解，冷却至

【专利技术属性】
技术研发人员：林丽芹，王宝贝，陈世萍，庄华强，景孝廉，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：