一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法.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CN106512945A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201611119879.7C09K101/00(2006.01)(22)申请日2016.12.08(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人张亚平顾东清张会岩李飞龙珍(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人李静许云花(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01D15/00(2006.01)C09K17/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，包括如下步骤：预处理：将收割的无污染的农作物秸秆烘干，粉碎成粒径为5～10mm；热解：将粉碎后的农作物秸秆置于气氛炉中于常温下通氮气5～10min，升温至400～1000℃进行碳化，恒温保持0.5～3h，随后冷却至30～35℃取出，即制得农作物秸秆生物炭。优点为首先，本发明的制备方法简单、可操作性强；其次，制备的农作物生物炭不仅能够高效地去除土壤溶液中的镉，改良土壤性质、增加了作物产量，且农作物生物炭的稳定性强。CN106512945ACN106512945A权利要求书1/1页1.一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)预处理：将收割的无污染的农作物秸秆烘干，粉碎成粒径为5～10mm；(2)热解：将粉碎后的农作物秸秆置于气氛炉中于常温下通氮气5～10min，升温至400～1000℃进行碳化，恒温保持0.5～3h，随后冷却至30～35℃取出，即制得农作物秸秆生物炭。2.根据权利要求1所述的高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，烘干采用的温度为60～90℃。3.根据权利要求1所述的高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，升温的速率为5～25℃/min。4.根据权利要求1所述的高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，炭化温度为600～800℃。5.根据权利要求1所述的高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，恒温保持1.5～2.5h。2CN106512945A说明书1/4页一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法技术领域[0001]本领域属于生物炭领域，尤其涉及一种高效去除溶液中镉的生物炭的制备方法。背景技术[0002]我国是水稻生产和消费大国，约有65％的人口主食为水稻。近年来，矿厂、土壤、灌溉水和农业产品中重金属污染问题已经严重影响到稻米质量。从环保部2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》中可以清楚地看到我国当前土壤污染面临的严峻挑战，2014年遭受金属不同程度污染土地占全国总耕的20％，面积为2x107hm2。随着社会飞速发展，与“七五”时期相比，土壤中镉的含量在全国范围内普遍增加，在西南地区和沿海地区增幅超过50％，在华北、东北和西部地区增加10％至40％，全国土壤总点位超标率是16.1％，镉点位超标率为7.0％，特别是湖南郴州镉稻米事件将镉污染推到研究热潮，镉是我国土壤的首要污染物。镉是最有毒的重金属之一。长期暴露在镐环境中易引起贫血、骨质疏松、肾损坏等一系列疾病，严重影响到人体健康和社会稳定，已然成为亟待解决的环境问题。[0003]我国每年产生各类农作物秸秆8亿吨，其中大宗农作物(水稻、小麦、玉米)大约6亿吨。除用于畜牧饲料、工业用料和农村土灶原料外还有大量的剩余。未利用的农作物秸秆堆积在农田，不仅占用大量土地，浪费资源，造成环境严重污染，甚至以前农民直接焚烧造成严重的空气环境污染，近年来，随着科技的进步，热解技术逐步盛行，生物质热解不仅能获得可再生能源和联产化学品(油和气)，也可产生大量的副产品-生物炭。农作物秸秆资源的有效利用，不仅能节约大量的矿物燃料，而且能有效减少温室气体的排放，降低大气污染，保护生态环境。[0004]制备生物炭的材料来源广泛，秸秆制备生物炭用于农业、能源以及环境等多个领域，生物炭具有大量的微孔结构和巨大的比表面积，对金属吸附能力较强，生物炭可以影响重金属在环境中的迁移、转化以及影响作物的生物量等。生物炭表面含有大量的羧基、羟基等含氧官能基团、吸附位点以及负电荷。施入到土壤后，生物炭能吸附重金属并将其固定在其表面甚至空隙内，显著降低大多数重金属的生物有效性，同时能改善土壤物理、化学和生物性质，提高土壤肥力和作物产量。对水体重金属污染的吸附去除有极强的效果。[0005]当前采用的金属镉的吸附去除剂有很多，无机有机吸附材料出现很