单质硫改性生物炭、其制备方法及其应用.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CN113600127A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110640690.7(22)申请日2021.06.09(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人刘强齐婷(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人顾勇华(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/22(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图10页(54)发明名称单质硫改性生物炭、其制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种单质硫改性生物炭、其制备方法及其应用，以原始生物质为原料，清洗、烘干、粉碎、过筛、干燥备用，然后将干燥后的原始生物质通过初次热解制备原始生物炭；将原始生物炭和单质硫均匀混合，再次热解，过筛，得到硫改性生物炭产品。本发明利用生物炭来制备一种廉价，绿色，高效的单质硫改性生物炭材料作为吸附剂，本发明选择重金属铬为研究对象，采用单质硫改性生物炭，高效以及低成本去除水体中六价铬。本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。CN113600127ACN113600127A权利要求书1/1页1.一种单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原始生物炭前处理：以原始生物质为原料，清洗、烘干、粉碎、过筛、干燥备用，然后将干燥后的原始生物质通过初次热解制备原始生物炭；(2)制备硫改性生物炭：将在所述步骤(1)中制备的原始生物炭和单质硫均匀混合，再次热解，过筛，得到硫改性生物炭产品。2.根据权利要求1所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，将原始生物质用去离子水清洗干净，再置于不低于60℃的烘箱内干燥至少72h，烘干后用粉碎机粉碎、过筛，保存于干燥器中，待用。3.根据权利要求1所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，每次称取3～4g将干燥后的原始生物质过100目筛，将过筛收集的原始生物质放置于石英舟中，放入热解管，而后置于管式电炉中；通入载气气体，升温至不低于100℃，停留，然后加热至300～600℃，恒温碳化至少2h；达到热解时间后，程序自动停止加热，继续通入载气，待温度自然冷却至室温时，取出固体产物即为原始生物炭，称重而后将其研磨过100目筛后密封保存。4.根据权利要求3所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，载气采用N2，其气体流量不低于120mL/min；或者，在所述所述步骤(1)中，进行热解时，从室温以不低于10℃/min的升温速率升至不低于100℃，停留至少20min，使管式炉内氧气排尽且生物质处于干燥状态。5.根据权利要求3所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，以不低于10℃/min的速率加热至指定温度300～600℃。6.根据权利要求1所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，称取3～4g在所述步骤(1)中制备的原始生物炭，以硫和炭的质量比(0.25～3)：1的比例均匀进行混合，得到热解原料混合物；将热解原料混合物置于石英舟，而后置于管式电炉中再次热解，通入载气气体，先升温至不低于100℃，停留；再降温度提升到300～700℃的热解温度，控制二次恒温碳化时间为5‑120min；达到热解时间后，程序自动停止加热，继续通入载气，待温度自然冷却至室温时，取出固体产物，过筛100目，即为硫改性生物炭产品，密封保存。7.根据权利要求6所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，再次热解的温度为450‑700℃。8.根据权利要求6所述单质硫改性生物炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，再次热解的二次恒温碳化时间为60‑120min。9.一种单质硫改性生物炭，其特征在于：采用权利要求1‑9中任意一项所述单质硫改性生物炭的制备方法制备而成。10.一种单质硫改性生物炭的应用，其特征在于：将权利要求9所述单质硫改性生物炭用于去除水中六价铬。2CN113600127A说明书1/8页单质硫改性生物炭、其制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及重金属治理领域，具体涉及一种去除六价铬的单质硫改性生物炭的制备方法及应用。背景技术[0002]近年来，城市化、工业化以及农业集约化进程不断加快，导致环境污染尤其是水污染日益加剧。在我国，有一部分地表水体己被铬严重污染，地下水的铬污染也非常普遍。环境中的铬污染主要来源于电镀、制革、印染等行业中的含铬废水、废气、废渣的排放。通常，铬酸和铬酸钙中的Cr(VI)是铬渣中的主要的有害成分，容易加剧环境污染。长期堆放的铬渣经过雨