一种改性生物质炭及其制备方法.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CN111420636A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010273439.7(22)申请日2020.04.10(71)申请人河南省千江生态环境研究院有限公司地址450000河南省郑州市金水区花园路29号院306(72)发明人岳航宇王启凡束可可荣令刚王秋红冯晓亚(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)B09C1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种改性生物质炭及其制备方法(57)摘要本发明属于生物环保技术领域，具体涉及一种改性生物质炭的制备方法，其包括以下步骤：(1)秸秆生物质炭制备：将秸秆原料加入热解炭化炉中，在高温无氧条件下制得生物质炭，经冷却、研磨、过筛后备用；(2)纳米改性：将生物质炭和去离子水放入反应釜中，在高速搅拌和超声波作用下制得纳米级生物质炭；(3)氧化改性：调节步骤(2)所得产物pH值为5-6，向上述反应釜中缓慢加入高锰酸钾粉末，低速搅拌制得氧化改性纳米级生物质炭；(4)将步骤(3)所得反应产物放置在60℃环境下烘干至恒重，然后将其冷却、粉碎至100目。本发明的目的在于通过对秸秆生物质炭进行纳米改性和氧化改性，进一步提高秸秆生物质炭的吸附性能，有效治理重金属污染土壤，并提高土壤肥力，是一种经济、环保的修复技术。CN111420636ACN111420636A权利要求书1/1页1.一种改性生物质炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)秸秆生物质炭制备：将秸秆原料加入热解炭化炉中，在高温无氧条件下制得生物质炭，经冷却、研磨、过筛后备用；(2)纳米改性：将生物质炭和去离子水放入反应釜中，质量比为1：(20-40)，搅拌速度为3000-5000r/min，超声波频率80kHz，搅拌2-3h，制得纳米级生物质炭；(3)氧化改性：用1mol/L硫酸溶液调节步骤(2)所得产物pH值为5-6，向上述反应釜中缓慢加入高锰酸钾粉末，生物质炭与高锰酸钾质量比为1：(0.2-0.3)，搅拌速度为300-500r/min，搅拌0.5-1h，得氧化改性生物质炭；(4)将步骤(3)所得反应产物放置在60℃环境下烘干至恒重，然后将其冷却、粉碎、过100目筛。2.根据权利要求1所述的改性生物质炭的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述秸秆原料包括小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、高粱秆中任意一种或几种。2CN111420636A说明书1/4页一种改性生物质炭及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及生物环保技术领域，尤其涉及一种改性生物质炭及其制备方法。背景技术[0002]为了克服生物质炭的不足，一些研究者以石墨烯、碳纳米管和过渡金属盐或氧化物等原料对其进行改性，但其合成方法复杂、价格昂贵，且易产生二次污染，目前很难广泛应用。因此，选用价格低廉的原料和简易的生产工艺，生产质优价廉的产品是生物质炭的一个研究方向。本发明通过对秸秆生物质炭进行纳米改性和氧化改性，进一步提高秸秆生物质炭的比表面积和表面的官能团数量以提升其吸附性能，有效治理重金属污染土壤。[0003][0004]为了克服生物质炭的不足，一些研究者以石墨烯、碳纳米管和过渡金属盐或氧化物等原料对其进行改性，但其合成方法复杂、价格昂贵，且易产生二次污染，目前很难广泛应用。因此，选用价格低廉的原料和简易的生产工艺，生产质优价廉的产品是生物质炭的一个研究方向。本发明通过对秸秆生物质炭进行纳米改性和氧化改性，进一步提高秸秆生物质炭的比表面积和表面的官能团数量以提升其吸附性能，有效治理重金属污染土壤。发明内容[0005]本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种改性生物质炭及其制备方法。[0006]实现本发明目的的技术方案如下：[0007](1)秸秆生物质炭制备：将秸秆原料加入热解炭化炉中，在高温无氧条件下制得生物质炭，经冷却、研磨、过筛后备用；[0008](2)纳米改性：将生物质炭和去离子水放入反应釜中，质量比为1：(20-40)，搅拌速度为3000-5000r/min，超声波频率80kHz，搅拌2-3h，制得纳米级生物质炭；[0009](3)氧化改性：用1mol/L硫酸溶液调节步骤(2)所得产物pH为5-6，向上述反应釜中缓慢加入高锰酸钾，生物质炭与高锰酸钾质量比为1：(0.2-0.3)，搅拌速度为300-500r/min，搅拌0.5-1h，得氧化改性生物质炭；[0010](4)将步骤(3)所得反应产物放置在60℃环境下烘干至恒重，然后将其冷却、粉碎至100目。[0011]所述秸秆原料包括小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、高粱秆中任意一种或几种。[0012]本发明的目的还在于提供一种改性生物质炭在修复农田土壤重金