專利名稱：用koh表面改性處理生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用KOH表面改性處理生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法，具體涉及一種利用KOH表面改性處理以黃豆秸稈為原料制備的高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法。屬于農(nóng)業(yè)固體廢棄物利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)村的能源結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，作物秸稈作為傳統(tǒng)的能源燃料逐漸被電能或液化氣等燃料代替，農(nóng)作物秸稈被大量堆置，或就地焚燒，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)秸稈焚燒現(xiàn)象尤為突出。這不僅造成資源浪費，同時產(chǎn)生大量煙霧和CO、 C02等物質(zhì)，破壞農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通安全造成極大威脅。當(dāng)前，農(nóng)作物秸稈炭化技術(shù)因其投入低、效益高、應(yīng)用范圍廣泛等特點而受到越來越多研究者的關(guān)注。 一些研究指出，有機生物質(zhì)經(jīng)過炭化處理后生成的活性炭等生物質(zhì)環(huán)境材料對大氣、土壤及水體中污染物具有良好的吸附性能。 生物質(zhì)環(huán)境材料的表面特性由兩方面決定制備方法和后處理技術(shù)(主要是表面改性技術(shù))。活性炭改性主要是通過一些物理、化學(xué)處理，改變其孔隙結(jié)構(gòu)(如孔容、孔徑大小與分布等)；改變活性炭表面的酸、堿性；或者在活性炭表面引入或去除某些官能團使其具有某種特殊的吸附性能和催化特性。目前，針對活性炭表面化學(xué)性質(zhì)改性的方法主要有氧化改性、還原改性、酸堿改性、等離子體改性、金屬負(fù)載改性和電化學(xué)改性等。
酸堿改性由于其生產(chǎn)過程簡單，容易操作，還可以緩解活性炭品種少、技術(shù)含量低、缺少功能化高品質(zhì)專用活性炭等問題，從而受到越來越多研究者的關(guān)注。目前常用的酸堿改性劑有HN03、 H202、 HCIO、 HC1、 H3P04、 K0H、氨水等。由于用K0H表面改性可制得高比表面積的環(huán)境吸附材料，因此，近年來已成為該領(lǐng)域研究的一個熱點。但采用K0H改性，活性炭的收效較低。對于以大田農(nóng)作物秸稈為原料制備的生物質(zhì)環(huán)境吸附材料，用K0H對其進行表面改性處理的效果如何，國內(nèi)外仍缺乏相關(guān)技術(shù)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以利用大田農(nóng)作物秸稈為原料制備的生物質(zhì)環(huán)境吸附材料為對象，針對目前國內(nèi)外缺乏其表面改性方法的問題，提供了一種方法簡便、經(jīng)濟、實用、環(huán)保，用KOH表面改性處理以黃豆秸稈為原料制備的高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法。該方法包括以下步驟 1、將黃豆秸稈經(jīng)去離子水漂洗后在105°C 士5t:下烘干3h，將其粉碎并過60目篩； 2、然后放入馬弗爐中進行無氧熱解炭化，溫度為70(TC，熱解炭化時間為8h ; 3、再用濃度為lmol/L的KOH溶液浸泡進行表面改性，浸泡時間為6h ; 4、然后用去離子水多次浸洗，洗至洗滌廢水的pH在6. 5-7之間； 5、最后在105°C 士5t:下烘干處理6h，然后過60目篩，即可得到經(jīng)KOH表面改性
3的、吸附能力強的黃豆秸稈高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料。 有益效果 本發(fā)明有以下優(yōu)點 (1)本發(fā)明所用的原料為黃豆秸稈，來源廣泛易得，屬于農(nóng)業(yè)固體廢棄物的資源化，降低了材料成本。 (2)本發(fā)明用KOH表面改性處理生物質(zhì)環(huán)境吸附材料，方法簡便、經(jīng)濟、實用、環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求。 (3)用KOH表面改性處理后，所制備的黃豆秸稈生物質(zhì)環(huán)境吸附材料性能指標(biāo)好、吸附能力強，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面通過實例對本發(fā)明作進一步的說明，但其并不影響本發(fā)明的保護范圍。
實施例1 : 將取自南京郊區(qū)的黃豆秸稈經(jīng)去離子水漂洗后在105°C 士5t:下烘干3h，將其粉碎至能通過60目篩；然后放入馬弗爐(型號為SX2-25-10，廠家為江蘇省泰州市天泰實驗儀器廠)中進行無氧熱解炭化，溫度為70(TC，熱解炭化時間為8h ;再用濃度為lmol/L的KOH溶液浸泡進行表面改性，浸泡時間為6h ;然后用去離子水多次浸洗，洗至洗滌廢水的pH在6. 5-7之間；最后在105t: 士5t:下烘干處理6h，過60目篩，即可得到經(jīng)KOH表面改性的、吸附能力強的黃豆秸稈生物質(zhì)環(huán)境吸附材料。按照國家標(biāo)準(zhǔn)(GBT12496. 10-1999)測試，主要指標(biāo)——亞甲基藍吸附值較商品活性炭高15mg/g。將此法制備的高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料投入到含lmg/L菲的水溶液中，生物質(zhì)吸附材料與水溶液的固液比分別為lg : 3.2L、lg : 1.6L、lg : 0.8L，吸附平衡后，水溶液中菲的去除率分別達99.61X、100X和99. 73%;相同條件下，商品活性炭對水溶液中菲的去除率則為99. 68%、99. 81 %和99. 07%。
實施例2 : 將取自南京郊區(qū)的黃豆秸稈經(jīng)去離子水漂洗后在105°C 士5t:下烘干3h，將其粉碎至能通過60目篩；然后放入馬弗爐(型號為SX2-25-10，廠家為江蘇省泰州市天泰實驗儀器廠)中進行無氧熱解炭化，溫度為70(TC，熱解炭化時間為8h ;再用濃度為lmol/L的KOH溶液浸泡進行表面改性，浸泡時間為6h ;然后用去離子水多次浸洗，洗至洗滌廢水的pH在6. 5-7之間；最后在105t: 士5t:下烘干處理6h，過60目篩，即可得到經(jīng)KOH表面改性的、吸附能力強的黃豆秸稈生物質(zhì)環(huán)境吸附材料。將此法制備的高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料投入到含10mg/L萘、3mg/L苊、lmg/L菲的水溶液中。當(dāng)生物質(zhì)吸附材料與水溶液的固液比為lg :3. 2L時，吸附平衡后，水溶液中萘、苊、菲的去除率分別為94. 85%、91. 64%、99. 82% ;相同條件下，商品活性炭對這些污染物的去除率為89. 71% 、88. 61% 、99. 57%。當(dāng)生物質(zhì)吸附材料與混合溶液的固液比為lg : 1.6L時，吸附平衡后，水溶液中萘、苊、菲的去除率分別為95. 58 % 、93. 14 % 、99. 94% ;相同條件下，商品活性炭對這些污染物的去除率則為96. 24%、93. 61%菲99. 84%。
權(quán)利要求
一種用KOH表面改性處理生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法，包括以下步驟(1)將黃豆秸稈經(jīng)去離子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，將其粉碎并過60目篩；(2)然后放入馬弗爐中進行無氧熱解炭化，溫度為700℃，熱解炭化時間為8h；(3)再用濃度為1mol/L的KOH溶液浸泡進行表面改性，浸泡時間為6h；(4)然后用去離子水浸洗，洗至洗滌廢水的pH在6.5-7之間；(5)最后在105℃±5℃下烘干處理6h，然后過60目篩，即可得到經(jīng)KOH表面改性的、吸附能力強的黃豆秸稈高性能生物質(zhì)環(huán)境吸附材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用KOH表面改性處理生物質(zhì)環(huán)境吸附材料的方法，屬于農(nóng)業(yè)固體廢棄物利用技術(shù)領(lǐng)域。黃豆秸稈經(jīng)去離子水漂洗后在105℃±5℃下烘干3h，將其粉碎過60目篩；然后放入馬弗爐中進行無氧熱解炭化，溫度為700℃，熱解炭化時間為8h；再用濃度為1mol/L的KOH溶液浸泡進行表面改性，浸泡時間為6h；然后用去離子水多次浸洗，洗至洗滌廢水的pH在6.5-7之間；最后在105℃±5℃下烘干處理6h，過60目篩。本發(fā)明方法簡便、經(jīng)濟、實用、環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求，所制備的黃豆秸稈生物質(zhì)環(huán)境吸附材料性能指標(biāo)好、吸附能力強，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號B01J20/30GK101716496SQ20091023438
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者何嬌, 高彥征 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)