一种铝改性芦苇生物炭及其制备方法和在湿地中的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115532227A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211247301.5(22)申请日2022.10.12(71)申请人北京中岩大地环境科技有限公司地址100043北京市石景山区苹果园大街二号院1号楼通景大厦12层(72)发明人周宇健刘晨余湛刘登峰刘佳炜闫利刚于东雪王京(74)专利代理机构深圳博敖专利代理事务所(普通合伙)44884专利代理师石秉楠(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)C02F1/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铝改性芦苇生物炭及其制备方法和在湿地中的应用(57)摘要本发明公开了一种铝改性芦苇生物炭，由以下质量分数的原料制成：芦苇85‑95％，改性材料5‑15％，制备方法包括：S1：收集芦苇秸秆，将秸秆叶片去除，用去离子水洗净，自然风干后剪成小段烘干，研磨成粉末；S2：将芦苇粉末装入坩埚中压实加盖，放入气氛炉，抽真空通水泵进行热解处理，冷却至室温后取出，研磨成粉；S3：配置氯化铝溶液，加入活性炭粉末，通过超声振捣，振捣后静置；S4：过滤，蒸馏水清洗至无氯离子析出，干燥箱烘干后得到铝改性芦苇生物炭。应用过程中将铝改性芦苇生物炭作为氮磷吸附墙的填料。本发明铝改性芦苇生物炭解决秋冬季节芦苇处置困难的问题，实现湿地废弃物的资源化利用。CN115532227ACN115532227A权利要求书1/1页1.一种铝改性芦苇生物炭，其特征在于，由以下质量分数的原料制成：芦苇85‑95％改性材料5‑15％所述改性材料为氯化铝，所述芦苇为载体。2.一种权利要求1中铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：收集芦苇秸秆，将秸秆叶片去除，用去离子水洗净，自然风干后剪成小段烘干，研磨成粉末；S2：将芦苇粉末装入坩埚中压实加盖，放入气氛炉，抽真空通水泵进行热解处理，冷却至室温后取出，研磨成粉；S3：配置氯化铝溶液，加入活性炭粉末，通过超声振捣，振捣后静置；S4：过滤，蒸馏水清洗至无氯离子析出，干燥箱烘干后得到铝改性芦苇生物炭。3.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S1中，芦苇秸秆剪成5‑10cm小段，烘干温度为70‑100℃，时间为1‑3h。4.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S1中，芦苇研磨粉末过10‑50目筛。5.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热解处理过程以10℃·min‑1先升温至150‑200℃保持0.5‑1.5h，使原料受热均匀，炭化温度设定为500‑700℃，温速率为5℃·min‑1，保温为2‑3h。6.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S2中，芦苇研磨粉末过80‑100目筛，筛的孔径为0.150‑0.178mm。7.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S3中，配置氯化铝溶液的浓度为0.5‑2mol/L。8.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S3中，超声振捣时间为3‑6h，静置时间为30min。9.根据权利要求2所述的一种铝改性芦苇生物炭的制备方法，其特征在于，步骤S4中，干燥箱烘干温度为70‑100℃，烘干时间为1‑3h。10.一种权利要求1中铝改性芦苇生物炭在湿地中的应用，包括以下步骤：(1)将铝改性芦苇生物炭作为氮磷吸附墙的填料，每幅吸附墙填充2.7m3铝改性芦苇生物炭；(2)湿地尾水处理，一部分湿地尾水通过吸附墙，尾水中的氮磷被铝改性芦苇生物炭吸附，另一部分尾水从吸附墙绕行，进入下一幅吸附墙，尾水中的氮磷被吸附墙中铝改性芦苇生物炭吸附。2CN115532227A说明书1/5页一种铝改性芦苇生物炭及其制备方法和在湿地中的应用技术领域[0001]本发明属于生态环保领域，具体涉及一种铝改性芦苇生物炭及其制备方法和在湿地中的应用。背景技术[0002]生物炭是指生物质在缺氧或无氧条件下经中高温热裂解得到的一类富含碳素的、稳定的、高度芳香化的固体产物，生物炭表面主要是净负电荷，在水处理中，对常见的阴离3‑子污染物(PO4)去除很有限，仅是依靠较大比表面积的物理吸附，直接使用生物炭去吸附水中磷的效果十分有限，与常规吸附材料相比没有显著的优越性。为了拓展生物炭在含磷污水领域的应用，通过对生物炭进行改性来提高磷吸附能力，化学改性可利用炭材料表面特性引入对磷有吸附固定能力的金属羟基氧化物，从而强化炭材料磷吸附作用，赋予其特定功能。目前，对生物炭的改性方法主要集中在铁改性和镁改性，对铝改