一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法.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CN105879838A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610408115.3(22)申请日2016.06.12(71)申请人山东师范大学地址250014山东省济南市历下区文化东路88号(72)发明人成杰民王自通(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人曹丽(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法(57)摘要本发明公开了一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法，(1)把洗净烘干的棉花秸秆剪碎，粉碎过20-100目筛后，在马弗炉中于300℃温度下炭化3-6h即得；(2)将步骤(1)制备得到的棉花生物质炭中先加入0.3mol/LKMnO4溶液，再加入质量分数为60％HNO3溶液，85-95℃恒温加热2.5-3.5h，过滤、清洗、烘干后得到改性后的产物，所述生物质炭与KMnO4溶液和HNO3溶液的用量比为1g：(7-7.8)ml：(3.3-4.0)ml。通过本发明的方法制备的棉花秸秆炭化得到的生物质炭孔容明显增加，能够同时高效的吸附重金属铜和镉。CN105879838ACN105879838A权利要求书1/1页1.一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法，其特征是：具体步骤如下：(1)把洗净烘干的棉花秸秆剪碎，粉碎过20-100目筛后，在马弗炉中于300℃温度下炭化3-6h即得；(2)将步骤(1)制备得到的棉花生物质炭中先加入0.3mol/LKMnO4溶液，再加入质量分数为60％HNO3溶液，85-95℃恒温加热2.5-3.5h，过滤、清洗、烘干后得到改性后的产物，所述生物质炭与KMnO4溶液和HNO3溶液的用量比为1g：(7-7.8)ml：(3.3-4.0)ml。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤(1)中粉碎过100目筛。3.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤(1)中炭化6h。4.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤(2)中KMnO4溶液和HNO3溶液的用量比为1g：7.4ml：3.6ml。5.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤(2)中90℃恒温加热3h。6.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述的重金属为铜和镉。7.权利要求1-6任一所述的方法制备得到的重金属高效吸附剂。8.如权利要求7所述的重金属高效吸附剂在吸附土壤和水环境中重金属中的应用。9.如权利要求8所述的应用，其特征是：所述的中重金属为铜和镉。2CN105879838A说明书1/4页一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法技术领域[0001]本发明涉及一种改性棉花秸秆生物质炭制备重金属高效吸附剂的方法。背景技术[0002]生物质炭就是指生物质(如秸秆、木头、粪便、树叶等)在缺氧及低氧的密闭环境中得到的富含碳的产物。生物质炭的性能主要取决于生物质炭的理化性质，不同原料制备的生物质炭拥有着不同的性质。例如，动物粪便制备的生物质炭的养分含量要高于植物秸秆所制备的生物质炭(刘莹莹.不同原料生物质炭基本性质及其对溶液中Cd～(2+)和Pb～(2+)吸附特性的研究[D].南京农业大学，2012)。同种生物质原料在不同的炭化温度及参数下制备的生物质炭的理化性质也不同，如张文标(张文标，钱新标，马灵飞，不同炭化温度的竹炭对重金属离子的吸附性能[J].南京林业大学学报(自然科学版)，2009(06):20-24)等研究不同炭化温度制备的竹炭对重金属吸附性能的差异，当炭化温度由600℃依次升至800℃和1000℃时，竹炭的灰分、pH值、比表面积、孔容都发生显著变化。[0003]不同材料、不同条件下制备的生物质炭，其吸附特性会有一定的差异，而且不同类型的生物质炭对于不同重金属离子的专性吸附能力也是不一样的，为了使生物质炭对一种以上的重金属同时高效的吸附，目前一般是同时使用多种材料，使用不方便。[0004]生物质炭的制备方法很多，包括慢速热裂解、快速热裂解、气化、水热炭化等方法，其中慢速热裂解是现如今工业领域主要采用的方式。慢速热裂解制备的生物质炭是一种多孔固体结构，对非离子型或弱离子型的有机污染物有强烈的吸附，对阳离子型重金属吸附较弱，因此需要进行表面改性。改性的目的是增加生物质表面的含氧官能团和孔容，提高生物质炭对于重金属的吸附能力。目前生物质炭的表面改性的方法包括化学活化法，物理-化学活化法，微波加热活化法，其中化学活化法是目前最主要的生物质炭的活化方法。化学活化法包括氯化锌活化法、氢氧化钾活化法以及磷酸活化法。氯化锌活化法优点是操作比较简单，但由于氯化