CN103159206A - 具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭,本发明将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,研磨,然后在氮气的保护下,在300°C至500°C条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到啤酒糟生物质炭。本发明以啤酒糟为原料,通过大量试验筛选啤酒糟生物质炭的最佳制备工艺,变废为宝,促进资源的循环利用,试验结果表明,本发明提供的啤酒糟生物质炭对农药,尤其是对吡蚜酮农药具有很高的去除效果,对治理农药污染具有重要的应用价值,对环境保护具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质炭,具体涉及一种具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭及其制备方法与应用。
背景技术
发明目的:本发明的目的是为了解决现有技我国是农药生产和使用的大国之一,每年使用的农药量高达50-60万吨,其种类包括除草剂、杀虫剂和杀菌剂等农用化学品,农药的利用效率很低,其中约80%的农药直接进入环境。据统计,我国被农药污染的土壤面积为1600~2000万公顷,经济损失10多亿元。由于长期大量和不合理的使用,农药在发挥其保障作物产量巨大功效的同时,也对环境造成了污染,严重影响食品安全和人们的身体健康。鉴于农药残留的持久性、农药使用的普遍性和农药污染的严重性,农药污染修复成为必须解决的重大问题。在农药污染治理方面,有物理化学方法,虽然具有较高的去除效率,但其成本较高,对环境干扰较大,生物方法修复成本较低,但是时间较长,效率偏低。
随着啤酒工业迅速发展,啤酒糟作为啤酒生产的主要副产物其产量也在增加。截至 2011 年,我国的啤酒年产量已达到 4960 万千升,啤酒湿糟年产量达到 1200 万吨以上。目前,工厂主要是将湿糟作为粗饲料直接***,由于含水量高 ,难以存储,极易变霉,用量有限,在没有家养牲畜的地区,这种方法也并不适用,且经济效益低,更多的废渣尚待处理,甚至有些啤酒厂将过剩的啤酒糟以废弃物形式直接排放掉,这不仅对生态环境造成了污染,也极大地资源浪费。
因此,很有必要在现有技术的基础之上,充分利用啤酒工业废弃物,变废为宝,开发一种具有去除农药残留,对环境保护具有重要作用的新型生物质炭。
发明内容
技术问题:充分利用啤酒工业废弃物,变废为宝,提供一种能有效去除农药残留,尤其是能有效去除吡蚜酮的啤酒糟生物质炭,本发明另一个目的是提供啤酒糟生物质炭的制备方法。
技术方案:为实现以上目的,本发明采取的技术方案为:
一种具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭,它通过以下方法制备得到:
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,优选110°C的条件下恒温干燥至啤酒糟质量不再发生变化,然后研磨得干啤酒糟样品,然后在氮气的保护下,在300°C至500°C条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到啤酒糟生物质炭。
作为优选方案,以上具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭,所述的炭化温度为400°C,炭化时间为4小时,过筛的粒径为100目至200目。
本发明提供的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭的制备方法,其包括如下步骤:
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,研磨,然后在氮气的保护下,在300°C至500°C条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到啤酒糟生物质炭。
作为优选方案,以上所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭的制备方法,所述的炭化温度为400°C,炭化时间为4小时,过筛的粒径为100目至200目。
本发明提供的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用。
作为优选方案,以上所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用,处理时啤酒糟生物质炭的用量为16~20g/L,处理时调节溶液的pH值为2至4,处理时温度为25至45°C。
作为更优选方案,以上所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用,处理时啤酒糟生物质炭的用量为20g/L,处理时调节溶液的pH值为3,处理时间为4小时。
吸附条件的筛选试验:
(1)啤酒糟生物质炭的炭化温度的筛选
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,在110°C的条件下恒温干燥至啤酒糟质量不再发生变化,然后研磨得干啤酒糟样品,然后在氮气的保护下,分别在300°C、400°C、500°C、600°C、700°C的条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到300°C、400°C、500°C、600°C、700°C炭化的啤酒糟生物质炭样品。
分别称取在300°C、400°C、500°C、600°C、700°C温度下炭化的啤酒糟生物质炭样品各0.1g,分别添加到10 mg/L的吡蚜酮50mL中,调节溶液pH为3,在水温为25°C恒温震荡器中,震荡处理2h,离心过滤,用分光光度计(北京普析,T6新世纪)测上清液中吡蚜酮浓度,试验结果表明,啤酒糟炭化温度为300至500°C时,尤其是400°C时,吡蚜酮去除效率最高,因此,本发明选择的最优炭化温度为400°C。如图1所示。
(2)啤酒糟生物质炭的粒径的筛选
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,在110°C的条件下恒温干燥至啤酒糟质量不再发生变化,然后研磨得干啤酒糟样品,然后在氮气的保护下,在400°C件下恒温炭化4小时,分别过筛20至200目,得到不同粒径的啤酒糟生物质炭样品。
分别称取20至200目不同粒径的啤酒糟生物质炭样品各0.1g,分别添加到10 mg/L的吡蚜酮50mL中,调节溶液pH为3,在水温为25°C恒温震荡器中,震荡处理2h,离心过滤,用分光光度计(北京普析,T6新世纪)测上清液中吡蚜酮浓度,试验结果表明,啤酒糟生物质炭的粒径大于100目时,吡蚜酮去除效率最高,因此,本发明选择的最优啤酒糟生物质炭的粒径为大于100目。如图2所示。
(3)啤酒糟生物质炭的溶液的pH值的筛选
称取0.1g 400°C炭化制备得到的啤酒糟生物质炭,添加到10 mg/L的吡蚜酮50mL溶液中,分别调节溶液的pH为1至10,在水温为25°C恒温震荡器中,震荡处理2h,离心过滤,用分光光度计(北京普析,T6新世纪)测上清液中吡蚜酮浓度,试验结果表明,当溶液的pH值为2至4,尤其是pH值为3时,吡蚜酮去除效率最高,因此,本发明选择的最优pH值为3。如图3所示。
(4)啤酒糟生物质炭的用量的筛选
分别称取0.1至1g 在400°C炭化制备得到的啤酒糟生物质炭,添加到10 mg/L的吡蚜酮50mL溶液中,调节溶液的pH为3,在水温为25°C恒温震荡器中,震荡处理2h,离心过滤,用分光光度计(北京普析,T6新世纪)测上清液中吡蚜酮浓度,试验结果表明,当啤酒糟生物质炭的用量为0.6~1g/50mL,即12至20g/L时,吡蚜酮去除效率最高。因此,本发明选择最优的啤酒糟生物质炭的用量为12至20g/L。如图4所示。
有益效果:本发明提供的啤酒糟生物质炭和现有技术相比具有以下优点:
本发明以啤酒糟为原料,通过大量试验筛选啤酒糟生物质炭的最佳制备工艺,将啤酒工业的废弃物变废为宝,促进资源的循环利用,对环境保护具有重要意义;试验结果表明,本发明提供的啤酒糟生物质炭对农药,尤其是对吡蚜酮农药具有很高的去除效果,对治理农药污染具有重要的应用价值,应用范围广泛。
附图说明
图1为啤酒糟生物质炭的炭化温度的筛选曲线图。
图2为啤酒糟生物质炭的粒径的筛选曲线图。
图3为啤酒糟生物质炭的作用溶液pH值的筛选曲线图。
图4为啤酒糟生物质炭的用量的筛选曲线图。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭,它通过以下方法制备得到:
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中,在110°C的条件下恒温干燥至啤酒糟质量不再发生变化,然后研磨得干啤酒糟样品,然后在氮气的保护下,在400°C条件下恒温炭化4小时,过100目筛,得到啤酒糟生物质炭。
实施例2
2、吡蚜酮去除试验
称取1g 以上是实施例1制备得到的啤酒糟生物质炭,添加到10 mg/L的吡蚜酮50mL溶液中,调节溶液的pH为3,在水温为25°C恒温震荡器中,震荡处理4h,离心过滤,用分光光度计(北京普析,T6新世纪)测上清液中吡蚜酮浓度,试验结果表明,吡蚜酮的去除率为93.87%。本发明施用的啤酒糟生产的生物质炭修复材料,有利于消纳啤酒工业的废弃物,促进资源的循环利用,并且能去除有害吡蚜酮农药残留,对环境保护具有重要意义,具有很好的推广应用价值。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭,其特征在于,它通过以下方法制备得到:
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,研磨,然后在氮气的保护下,在300°C至500°C条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到啤酒糟生物质炭。
2.权利要求1所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭的制备方法,其特征在于,它包括如下步骤:
将湿啤酒糟置于真空干燥箱中干燥,研磨,然后在氮气的保护下,在300°C至500°C条件下恒温炭化3至5小时,过筛,得到啤酒糟生物质炭。
3.根据权利要求2所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭的制备方法,其特征在于,炭化温度为400°C,炭化时间为4小时,过筛的粒径为100目至200目。
4.权利要求1所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用。
5.根据权利要求4所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用,其特征在于,处理时啤酒糟生物质炭的用量为16~20g/L,处理时调节溶液的pH值为2至4,处理时温度为25至45°C,处理时间为1至5小时。
6.根据权利要求5所述的具有去除农药吡蚜酮作用的啤酒糟生物质炭在制备去除农药吡蚜酮制剂中的应用,其特征在于,处理时啤酒糟生物质炭的用量为20g/L,处理时调节溶液的pH值为3,处理时温度为25至45°C,处理时间为4小时。
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