CN101716496A - 用koh表面改性处理生物质环境吸附材料的方法 - Google Patents

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何娇
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Abstract

本发明公开了一种用KOH表面改性处理生物质环境吸附材料的方法，属于农业固体废弃物利用技术领域。黄豆秸秆经去离子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，将其粉碎过60目筛；然后放入马弗炉中进行无氧热解炭化，温度为700℃，热解炭化时间为8h；再用浓度为1mol/L的KOH溶液浸泡进行表面改性，浸泡时间为6h；然后用去离子水多次浸洗，洗至洗涤废水的pH在6.5-7之间；最后在105℃±5℃下烘干处理6h，过60目筛。本发明方法简便、经济、实用、环保，符合清洁生产和循环经济发展的要求，所制备的黄豆秸秆生物质环境吸附材料性能指标好、吸附能力强，具有良好的工业应用前景。

Description

用KOH表面改性处理生物质环境吸附材料的方法
技术领域
本发明涉及一种用KOH表面改性处理生物质环境吸附材料的方法，具体涉及一种利用KOH表面改性处理以黄豆秸秆为原料制备的高性能生物质环境吸附材料的方法。属于农业固体废弃物利用技术领域。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，农村的能源结构发生明显变化，作物秸秆作为传统的能源燃料逐渐被电能或液化气等燃料代替，农作物秸秆被大量堆置，或就地焚烧，在经济发达地区秸秆焚烧现象尤为突出。这不仅造成资源浪费，同时产生大量烟雾和CO、CO2等物质，破坏农田土壤结构和生态环境，对工农业生产和交通安全造成极大威胁。当前，农作物秸秆炭化技术因其投入低、效益高、应用范围广泛等特点而受到越来越多研究者的关注。一些研究指出，有机生物质经过炭化处理后生成的活性炭等生物质环境材料对大气、土壤及水体中污染物具有良好的吸附性能。
生物质环境材料的表面特性由两方面决定：制备方法和后处理技术(主要是表面改性技术)。活性炭改性主要是通过一些物理、化学处理，改变其孔隙结构(如孔容、孔径大小与分布等)；改变活性炭表面的酸、碱性；或者在活性炭表面引入或去除某些官能团使其具有某种特殊的吸附性能和催化特性。目前，针对活性炭表面化学性质改性的方法主要有氧化改性、还原改性、酸碱改性、等离子体改性、金属负载改性和电化学改性等。
酸碱改性由于其生产过程简单，容易操作，还可以缓解活性炭品种少、技术含量低、缺少功能化高品质专用活性炭等问题，从而受到越来越多研究者的关注。目前常用的酸碱改性剂有HNO3、H2O2、HClO、HCl、H3PO4、KOH、氨水等。由于用KOH表面改性可制得高比表面积的环境吸附材料，因此，近年来已成为该领域研究的一个热点。但采用KOH改性，活性炭的收效较低。对于以大田农作物秸秆为原料制备的生物质环境吸附材料，用KOH对其进行表面改性处理的效果如何，国内外仍缺乏相关技术报道。
发明内容
本发明以利用大田农作物秸秆为原料制备的生物质环境吸附材料为对象，针对目前国内外缺乏其表面改性方法的问题，提供了一种方法简便、经济、实用、环保，用KOH表面改性处理以黄豆秸秆为原料制备的高性能生物质环境吸附材料的方法。该方法包括以下步骤：
1、将黄豆秸秆经去离子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，将其粉碎并过60目筛；
2、然后放入马弗炉中进行无氧热解炭化，温度为700℃，热解炭化时间为8h；
3、再用浓度为1mol/L的KOH溶液浸泡进行表面改性，浸泡时间为6h；
4、然后用去离子水多次浸洗，洗至洗涤废水的pH在6.5-7之间；
5、最后在105℃±5℃下烘干处理6h，然后过60目筛，即可得到经KOH表面改性的、吸附能力强的黄豆秸秆高性能生物质环境吸附材料。
有益效果
本发明有以下优点
(1)本发明所用的原料为黄豆秸秆，来源广泛易得，属于农业固体废弃物的资源化，降低了材料成本。
(2)本发明用KOH表面改性处理生物质环境吸附材料，方法简便、经济、实用、环保，符合清洁生产和循环经济发展的要求。
(3)用KOH表面改性处理后，所制备的黄豆秸秆生物质环境吸附材料性能指标好、吸附能力强，具有良好的工业应用前景。
附图说明
附图是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实例对本发明作进一步的说明，但其并不影响本发明的保护范围。
实施例1：
将取自南京郊区的黄豆秸秆经去离子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，将其粉碎至能通过60目筛；然后放入马弗炉(型号为SX2-25-10，厂家为江苏省泰州市天泰实验仪器厂)中进行无氧热解炭化，温度为700℃，热解炭化时间为8h；再用浓度为1mol/L的KOH溶液浸泡进行表面改性，浸泡时间为6h；然后用去离子水多次浸洗，洗至洗涤废水的pH在6.5-7之间；最后在105℃±5℃下烘干处理6h，过60目筛，即可得到经KOH表面改性的、吸附能力强的黄豆秸秆生物质环境吸附材料。按照国家标准(GBT12496.10-1999)测试，主要指标——亚甲基蓝吸附值较商品活性炭高15mg/g。将此法制备的高性能生物质环境吸附材料投入到含1mg/L菲的水溶液中，生物质吸附材料与水溶液的固液比分别为：1g∶3.2L、1g∶1.6L、1g∶0.8L，吸附平衡后，水溶液中菲的去除率分别达99.61％、100％和99.73％；相同条件下，商品活性炭对水溶液中菲的去除率则为99.68％、99.81％和99.07％。
实施例2：
将取自南京郊区的黄豆秸秆经去离子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，将其粉碎至能通过60目筛；然后放入马弗炉(型号为SX2-25-10，厂家为江苏省泰州市天泰实验仪器厂)中进行无氧热解炭化，温度为700℃，热解炭化时间为8h；再用浓度为1mol/L的KOH溶液浸泡进行表面改性，浸泡时间为6h；然后用去离子水多次浸洗，洗至洗涤废水的pH在6.5-7之间；最后在105℃±5℃下烘干处理6h，过60目筛，即可得到经KOH表面改性的、吸附能力强的黄豆秸秆生物质环境吸附材料。将此法制备的高性能生物质环境吸附材料投入到含10mg/L萘、3mg/L苊、1mg/L菲的水溶液中。当生物质吸附材料与水溶液的固液比为1g：3.2L时，吸附平衡后，水溶液中萘、苊、菲的去除率分别为94.85％、91.64％、99.82％；相同条件下，商品活性炭对这些污染物的去除率为89.71％、88.61％、99.57％。当生物质吸附材料与混合溶液的固液比为1g∶1.6L时，吸附平衡后，水溶液中萘、苊、菲的去除率分别为95.58％、93.14％、99.94％；相同条件下，商品活性炭对这些污染物的去除率则为96.24％、93.61％菲99.84％。

Claims (1)

1.一种用KOH表面改性处理生物质环境吸附材料的方法，包括以下步骤：
(1)将黄豆秸秆经去离子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，将其粉碎并过60目筛；
(2)然后放入马弗炉中进行无氧热解炭化，温度为700℃，热解炭化时间为8h；
(3)再用浓度为1mol/L的KOH溶液浸泡进行表面改性，浸泡时间为6h；
(4)然后用去离子水浸洗，洗至洗涤废水的pH在6.5-7之间；
(5)最后在105℃±5℃下烘干处理6h，然后过60目筛，即可得到经KOH表面改性的、吸附能力强的黄豆秸秆高性能生物质环境吸附材料。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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