一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途.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CN105536704A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201610015361.2(22)申请日2016.01.11(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路湖南大学环境馆(72)发明人谭小飞刘云国顾岩岭曾光明刘少博胡新将王慧江卢华柳思勉李江(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途(57)摘要本发明涉及一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途，该吸附剂以生物炭为基体，基体表面负钙化合物。制备的具体步骤为：先将生物质粉末浸入到钙离子水溶液中加载钙离子；再经过真空抽滤、洗涤和干燥步骤，制备负载钙离子的干燥生物质粉末；最后通过管式气氛炉在N2氛围下，将负载钙离子的干燥生物质粉末在500℃下热解2小时得到所述产品。该产品对磷酸盐具有良好的吸附效果。该产品具有原材料丰富、制作成本低廉、吸附位点多、吸附量大且无二次污染等特点。该钙改性的生物炭吸附水体中的磷元素以后，还可以作为一种缓慢释放营养元素的肥料和土壤改良剂。本发明可用于含磷废水的处理和土壤改良。CN105536704ACN105536704A权利要求书1/1页1.一种钙改性的生物炭，其特征在于，所述吸附剂包括生物炭基体，基体上负载有钙化合物。2.一种如权利要求1所述的钙改性的生物炭的制备方法，包括以下步骤：(1)将生物质原材料用去离子水清洗，然后在80℃下烘干24小时，将烘干后的生物质粉碎，并过2mm筛得到生物质粉末；(2)将适量的CaCl2·2H2O加入到超纯水中配置浓度为0.2mol/L的CaCl2溶液，再将步骤(1)得到的一定质量的生物质粉末加入到该溶液中，保持溶液中CaCl2·2H2O质量和生物质粉末加入量的比值为0.56，混合悬液以130转/分钟的速度在恒温水浴振荡箱中(26℃)振荡24小时得到生物质悬液；(3)将步骤(2)中得到的生物质悬液真空抽滤，用去离子水清洗三遍，然后放置于烘箱中，在90℃下烘24小时得到负载钙离子的干燥生物质粉末；(4)将步骤(3)中得到的负载钙离子的干燥生物质粉末放入管式气氛炉中热解烧制，热解过程中保持气氛炉的石英管密封，同时向管内以400mL/min的流速通入N2，以此来保持整个热解过程的厌氧条件，管式炉的升温程序设定为：从室温以7℃/min的升温速率加热上升到500℃，并在此温度条件下持续热解2小时，然后开始自然降温过程，在降温过程中保持N2以相同流速持续通入，冷却到室温后取出即得到所述钙改性的生物炭。3.根据权利要求2所述的钙改性的生物炭的制备方法，其特征在于，先将生物质粉末浸入到钙离子水溶液中加载钙离子，再制备负载钙离子的干燥生物质粉末，最后通过管式气氛炉在N2氛围下将负载钙离子的干燥生物质粉末热解得到所述产品。4.根据权利要求2所述的钙改性的生物炭的制备方法，其特征在于，生物炭的原材料选用2mm过筛得到的生物质粉末。5.根据权利要求2所述的钙改性的生物炭的制备方法，其特征在于，CaCl2·2H2O和生物质粉末的质量比为0.56。6.根据权利要求2所述的钙改性的生物炭的制备方法，其特征在于，管式炉的升温速率为7℃/min，最高温度为500℃，并在此温度条件下持续热解2小时。7.一种如权利要求2所述的钙改性的生物炭的用途，其特征在于，用所述吸附剂去除废水中的磷酸盐。8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，所述吸附剂在废水中用量为2.0g/L。9.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，所述钙改性的生物炭吸附磷酸盐以后，可用作一种缓慢释放营养元素的肥料和土壤改良剂。2CN105536704A说明书1/4页一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途技术领域[0001]本发明属于环境功能材料和水处理新技术领域，具体涉及一种钙改性的生物炭及其制备方法与用途。背景技术[0002]磷是植物生长所需的一个基本营养元素。然而，过度的磷排放会对生态系统产生严重的影响。它是近海海域、淡水湖泊和水库等富营养化的最主要的导致因素。因此，含磷废水排放之前的脱磷处理是非常必要的。目前废水脱磷的技术有化学沉淀法、生物去除法、吸附法和结晶技术等。其中，吸附法具有设备简单，操作方便，价格低廉和高效等优点，在实际的污水处理中已有应用。但目前使用的吸附剂对磷的吸附效率有限且经济效益不高。同时，吸附磷后的吸附剂的后续处理存在问题。研究开发新型的具有高吸附能力、高效率和低价的吸附剂，就成为进一步发展和应用吸附法处理含磷废水的一个关键性科学技术问题。[0003]生物炭是农作物秸秆、木质生物质、动物粪便和固体