一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法及其应用.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CN106512930A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201610897895.2(22)申请日2016.10.14(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人朱琳王亚尤良军蒋海涛沈湘黔(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种利用废弃物榴莲皮制备生物质炭材料的制备方法及其吸附油类和有机物的应用，具体包括以下步骤：去除榴莲皮坚硬外表皮，洗净，切块，依次经水热、热水浴浸泡、冷冻干燥和氮气氛围中高温热解等处理得榴莲皮基生物质炭材料。将榴莲皮基生物质炭材料浸入油类或有机溶剂中静态吸附充分后，取出块状吸附剂即可实现分离，此外，可通过蒸发溶剂的方法实现吸附剂的再生。CN106512930ACN106512930A权利要求书1/1页1.一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法，其特征在于：以资源丰富的废弃物榴莲皮为原料，依次将榴莲皮水热初步碳化、去除可溶性杂质、冷冻干燥保持形貌和氮气氛围里高温碳化，得到榴莲皮基生物质炭材料吸附剂。2.根据权利要求1所述的一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法，其特征在于：将收集的废弃榴莲皮去黄绿色坚硬带刺表皮，洗净，切块，在150～220℃温度下水热处理10～24h，热水浴中浸泡去除可溶性杂质；然后，将浸泡好的榴莲皮冷冻，并于真空冷冻干燥箱中-80℃冷冻干燥24-48h；最后，将材料在氮气氛围里800℃热解1～5h，即得榴莲皮基生物质炭材料。3.根据权利要求1所述的一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法，其特征在于：所述榴莲皮基生物质炭材料为块状材料，孔隙丰富，BET法测得的孔径尺寸属于介孔范围。4.根据权利要求1所述制备方法制备的榴莲皮基生物质炭材料用于吸附废水中油类和有机液体的用途。5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的油类和有机液体包括：泵油、蓖麻油、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、丙酮、对二甲苯(PX)、正庚烷、甲苯、甲醇、甲酸和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。6.根据权利要求4所述的用途，其特征在于：榴莲皮基生物质炭材料能通过蒸发溶剂的方式实现吸附剂再生。2CN106512930A说明书1/4页一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种榴莲皮基生物质炭材料的制备方法及其吸附油类和有机物的应用，属于生物质炭吸附材料制备和水污染处理领域。背景技术[0002]近年来，频发的各类有机物泄漏事件进一步加重了地球水资源危机，并对自然环境和人类健康造成了严重的危害。传统的处理有机物废水的方法包括化学法(如分散法、原位燃烧法和凝聚法)、物理法(借助大型油水分离船和普通毡等分离有机物和水)和生物法。化学法一般易造成二次污染；物理法常涉及复杂设备，成本高，分离效率低；生物法所采用的微生物往往具有选择性，即一种微生物通常只能处理一种有机物，成本高。目前，物理或化学的吸附法涉及的设备仪器简单，处理技术简便，故成本相对较低，因此得到广泛地关注。开发价廉高效的吸附剂用于处理有机物废水已成为一大研究热点。[0003]各类炭材料是目前研究较多的有机物吸附剂。传统的碳/炭质类材料如活性炭，其主要成分为碳元素，表面官能团丰富，孔隙发达，比表面积一般高达500～1200m2/g，对有机物有一定的吸附作用，但其吸附效率较低，价格昂贵，再生复杂，分离困难，故其应用受到限制。为了克服传统炭材料的不足，各种以石墨、石墨烯、碳纳米管和壳聚糖等为原料的新型吸油和有机溶剂的炭材料被成功的制备出来。例如，Xu等制备出的轻质高强的石墨烯炭材料表现出优异的超疏水性和超亲油性，对测试的多种油类和有机物的吸附能力高达100～260g/g(L.Xu,G.Xiao,etal.Superhydrophobicandsuperoleophilicgrapheneaerogelpreparedbyfacilechemicalreduction[J].J.Mater.Chem.A,2015,3,7498-7504.)；S.Kabiri等以石墨为原料合成出了具有三维网状结构的石墨烯-碳纳米管气凝胶，结果表明制备出的气凝胶对多种石油产品、脂肪和有机溶剂吸附效果较好，特别是在真空条件下持续吸附，每克吸附剂可吸附28L油(S.Kabiri,D.N.H.Tran,etal.Outstandingadsorptionperformanceofgraphene–carbonnan