一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112079342A(43)申请公布日2020.12.15(21)申请号202010809604.6B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2020.08.13(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人刘冰峰卓胜男任宏宇谢国俊邢德峰(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人裴闪闪(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)B22F1/00(2006.01)B22F9/24(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法(57)摘要一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法。本发明属于生物质资源化及环境功能材料领域。本发明的目的在于解决目前制备磁性生物炭的方法过程复杂，高温高压预处理能耗高，以及常压恒温浸泡搅拌预处理耗时长，试剂用量大，使用还原剂污染环境的技术问题。方法：一、将废弃生物质加入到聚乙二醇和六水合氯化铁的混合水溶液中，常压恒温下加热反应，真空抽滤分离，将固体粉碎过筛后，清洗至pH为中性，烘干至恒重，得到预处理后生物质；二、高温碳化：将预处理后生物质置于管式炉中，在惰性气体保护下碳化处理，自然冷却至室温，得到磁性生物炭。本发明的方法采用聚乙二醇在常压恒温下对生物质进行预处理，反应时间短，能耗低，溶剂无污染，成本低。CN112079342ACN112079342A权利要求书1/1页1.一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：一、生物质预处理：将废弃生物质加入到聚乙二醇和六水合氯化铁的混合水溶液中，常压恒温下加热反应，真空抽滤分离，将固体粉碎过筛后，清洗至pH为中性，烘干至恒重，得到预处理后生物质；二、高温碳化：将步骤一得到的预处理后生物质置于管式炉中，在惰性气体保护下，升温至600～800℃，并在该温度下碳化处理1h～3h，自然冷却至室温，得到磁性生物炭。2.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤一中所述废弃生物质为植物秸秆、木材或畜禽粪便。3.根据权利要求2所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，所述植物秸秆为水稻秸秆和玉米秸秆中的一种或两种。4.根据权利要求2所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，在步骤一预处理前，先将废弃生物质粉碎后过40～100目筛，然后用超纯水清洗2遍，再于60℃烘箱烘干至恒重。5.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤一中将固体粉碎后过20～120目筛，清洗至pH为中性，然后于60℃烘箱烘干至恒重。6.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤一中所述废弃生物质的质量与聚乙二醇和六水合氯化铁的混合水溶液的体积的比为1g：(15～25)mL。7.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤一中所述聚乙二醇和六水合氯化铁的混合水溶液中聚乙二醇与水的体积比为1：(0.8～1.2)，所述聚乙二醇和六水合氯化铁的混合水溶液中六水合氯化铁的质量浓度为2％～5％。8.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤一中于常压和60～100℃的恒温下加热反应20min～40min。9.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤二中以5℃/min的升温速率升温至600～800℃。10.根据权利要求1所述的一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法，其特征在于，步骤二中升温至700℃，并在该温度下碳化处理2h。2CN112079342A说明书1/3页一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法技术领域[0001]本发明属于生物质资源化及环境功能材料领域；具体涉及一种利用废弃生物质制备磁性生物炭的方法。背景技术[0002]我国是农业大国，每年产生数亿吨的废弃生物质，包括水稻秸秆，玉米秸秆，小麦秸秆和其他林业废弃物。如此庞大数量的废弃生物质不仅占据土地面积，同时，不当的处理，比如焚烧会给环境带来一定的污染和危害。因此，国家十分重视生物质的资源化处理，出台了一系列政策扶持生物质的资源化和能源化。[0003]近年来，利用废弃生物质制备生物炭受到人们的关注。生物炭具有比表面积大，孔径小，官能团丰富等优点。通常情况下，生物质炭多数应用于水环境领域，它们在吸附重金属离子和催化有机污染物的降解等领域表现出独特的优势。然而，生物炭在处理废水后，面临着固液难以分离的问题。为了解决这一难题，磁性生物炭的研究