一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115920841A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211441933.5(22)申请日2022.11.17(71)申请人中国农业科学院植物保护研究所地址100193北京市海淀区圆明园西路2号(72)发明人刘新刚王威毛连纲张兰朱丽珍蒋红云郑永权(74)专利代理机构北京惟诚致远知识产权代理事务所(普通合伙)11536专利代理师王慧凤李巍(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/38(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种磷掺杂改性生物炭材料及其制备方法和应用，该材料原料包括：磷酸二氢钾和水稻秸秆，质量比为1:(100～800)。其制备方法包括以下步骤：(1)将水稻秸秆洗净烘干，粉碎成粉末；(2)将磷酸二氢钾颗粒加入超纯水中，制成磷酸二氢钾溶液；(3)将水稻秸秆粉末加入磷酸二氢钾溶液中，搅拌、烘干，得到烘干的磷掺杂水稻秸秆材料；(4)将烘干的磷掺杂水稻秸秆材料碳化，得到磷掺杂水稻秸秆炭化材料；(5)将磷掺杂水稻秸秆炭化材料洗涤去除灰分，烘干、粉碎，即得该改性生物炭材料。利用该材料丰富的孔隙分布、高比表面积和表面丰富的官能团达到去除环境水体中乙草胺、丁草胺和异丙甲草胺的目的。CN115920841ACN115920841A权利要求书1/1页1.一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料，其特征在于，其原料包括：水稻秸秆和磷酸二氢钾，所述磷酸二氢钾和所述水稻秸秆的质量比为1:(100～800)。2.根据权利要求1所述的一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料，其特征在于，所述磷酸二氢钾和所述水稻秸秆的质量比为1:400，所述磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料是所述磷酸二氢钾和所述水稻秸秆的粉末混合后碳化获得；碳化温度优选为500～800℃。3.权利要求1或2所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)水稻秸秆前处理：将水稻秸秆洗净后烘干，然后粉碎，得到水稻秸秆粉末；(2)磷酸二氢钾前处理：将磷酸二氢钾颗粒加入超纯水中搅拌均匀，制成磷酸二氢钾溶液；(3)将步骤(1)得到的水稻秸秆粉末加入步骤(2)制成的磷酸二氢钾溶液中，搅拌、烘干，得到烘干的磷掺杂水稻秸秆材料；(4)将步骤(3)得到的烘干的磷掺杂水稻秸秆材料放入箱式炉中碳化，得到磷掺杂水稻秸秆炭化材料；(5)将步骤(4)中制备的磷掺杂水稻秸秆炭化材料用超纯水洗涤数次去除灰分，直到滤液pH至6.8‑7.2，随后烘干、粉碎，即可得到所述磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料。4.根据权利要求3所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的烘干温度为60～90℃，时间为6～12h；粉碎过10～18目筛。5.根据权利要求3所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述水稻秸秆粉末与磷酸二氢钾添加的质量比为1:(100～800)。6.所述步骤(3)中搅拌、烘干具体为：用磁力搅拌器搅拌6h，之后放入烘箱60～90℃烘24～48h。7.根据权利要求3所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中碳化温度为500～800℃，自室温以5℃/min升温至碳化温度后进行碳化，碳化时间为1小时。8.根据权利要求3所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中烘干、粉碎具体为：在烘箱中60～90℃干燥1～2h后经高速粉碎机粉碎过80～100目筛。9.权利要求1或2所述的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料在去除环境内乙草胺、丁草胺和/或异丙甲草胺中的应用。10.权利要求3‑8中任意一项所述的方法在制备去除环境内乙草胺、丁草胺和/或异丙甲草胺的磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料中的应用。2CN115920841A说明书1/7页一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及改性生物炭材料技术领域，特别涉及一种磷掺杂水稻秸秆改性生物炭材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]生物炭是指生物质原料在缺氧或厌氧的环境中以及一定的温度条件下(＜700℃)热裂解而产生的含碳量高、比表面积大的固体材料。近年来，利用生物质材料(如木材、动物粪肥和农业废气物等)制备的生物炭进行环境治理逐渐得到认可。此外，大量研究表明，生物炭可以作为污染环境基质中污染物经济有效的吸附剂，吸附水体、沉积物和土壤中的有机污染物和重金属等污染物，并控制其环境归趋和生物毒性，也可以用于吸附富营养元素，控制藻类