一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物質(zhì)炭吸附材料制備以及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，特別涉及一種以竹粉 為主要材料進(jìn)行水熱炭化制備生物質(zhì)吸附材料的生產(chǎn)方法，具體是無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基 生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全國(guó)第八次森林資源清查統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)竹林面積有601萬(wàn)公頃，竹林面積、竹材 蓄積、竹制品產(chǎn)量和出口量均居世界第一，竹加工技術(shù)和竹產(chǎn)品創(chuàng)新能力處于世界先進(jìn)水 平。但是，目前我國(guó)竹材資源的利用率偏低，一次利用率為20%-50%，每年有大量的竹材 加工剩余物如竹肩、鋸末、邊角料等，以及1180萬(wàn)噸以上尚未利用的雜竹和小徑竹。因此， 急需開發(fā)清潔高效的農(nóng)林廢棄物資源化利用技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸附性能良好的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸 附材料的生產(chǎn)方法。
[0004] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005]一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，按下列步驟進(jìn)行：
[0006] (1)將包括竹肩、竹片、邊角料、竹絲在內(nèi)的原料粉碎成60-80目竹粉；
[0007] (2)水熱竹炭制備：將60重量份的60-80目竹粉和6-24重量份無(wú)機(jī)強(qiáng)酸置于 200-300重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜 中，然后在180-240°C條件下反應(yīng)6-24小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性后烘干，即得到水 熱竹炭；
[0008] (3)活化水熱竹炭制備：將步驟（2)得到的水熱竹炭與2. 5-6重量份無(wú)機(jī)堿和 200-300重量份水混合，室溫?cái)嚢?. 5-3h后，抽濾、洗滌至中性后烘干。
[0009] 所述無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，步驟（2)中所說(shuō)的無(wú) 機(jī)強(qiáng)酸為濃鹽酸或濃硫酸中任一種或兩種強(qiáng)酸的混合物。
[0010] 所述無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，步驟（3)中所述的無(wú) 機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀任一種或兩種無(wú)機(jī)堿的混合物。
[0011] 本發(fā)明采用無(wú)機(jī)強(qiáng)酸作為水熱炭化的催化劑，使竹粉炭化程度變大，炭化產(chǎn)物密 度變小。制取的竹基生物質(zhì)炭吸附材料比對(duì)應(yīng)的無(wú)催化劑制備的竹基生物質(zhì)炭對(duì)陽(yáng)離子染 料亞甲基藍(lán)的吸附能力明顯提高，對(duì)陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)的吸附容量可以達(dá)到540mg/g以 上，對(duì)高濃度的400mg/L亞甲基藍(lán)，固液比為0. 8g/L時(shí)，脫色率（去除率）可以達(dá)99. 8%以 上，而對(duì)應(yīng)的無(wú)催化劑制備的竹基生物質(zhì)炭對(duì)亞甲基藍(lán)的飽和吸附容量?jī)H為288mg/g。將作 為竹材加工剩余物、環(huán)境污染物改性成吸附率高的水熱竹炭吸附材料，對(duì)陽(yáng)離子染料具有 良好的吸附性能，有利于應(yīng)用到工業(yè)廢水的處理等領(lǐng)域，且變廢為寶，極大地提高了竹粉的 附加值。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所得的樣品對(duì)亞甲基藍(lán)的等溫吸附線圖。
[0013] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所得的樣品對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] 表1實(shí)施例1-8原料配比（重量份）
[0018] 實(shí)施例1 (對(duì)照上表中對(duì)應(yīng)實(shí)施例1與重量份配比值），按如下按下列步驟進(jìn)行制 備：
[0019] (1)將竹肩、竹片、邊角料、竹絲等粉碎成60-80目；
[0020] (2)水熱竹炭制備：將60重量份的60-80目竹粉和21重量份濃度為37%濃鹽酸 置于220重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜 中，然后在200°C條件下反應(yīng)15小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性后烘干，即得到水熱竹 炭；
[0021] (3)活化水熱竹炭制備：將步驟（2)得到的水熱竹炭與3. 6重量份氫氧化鈉和240 重量份水混合，室溫?cái)嚢?h后、抽濾、洗滌至中性后烘干。
[0022] 需說(shuō)明的是實(shí)施例1為最佳實(shí)施例，其余實(shí)施例2-8均各對(duì)照表中對(duì)應(yīng)實(shí)施例的 原料和配比值，按實(shí)施例1相同方法制得。
[0023] 現(xiàn)以實(shí)施例1所得樣品為例，對(duì)亞甲基藍(lán)吸附情況見圖1。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1 所得樣品在室溫下吸附亞甲基藍(lán)的量，在平衡時(shí)，以吸附容量對(duì)平衡濃度作圖，得到的等溫 吸附線，圖中的吸附容量表示每克吸附劑吸附亞甲基藍(lán)的量。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所得 樣品在室溫下對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率圖，亞甲基藍(lán)的初始濃度為400毫克/升、體積為50毫 升。
[0024] 本發(fā)明以竹粉為原料將原作廢棄物處理的鋸竹肩、竹片、邊角料、竹絲等粉碎成 60-80目粉狀物，既有利于堆放，又可使反應(yīng)更充分，效果更好。
[0025] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，按下列步 驟進(jìn)行： (1) 將包括竹肩、竹片、邊角料、竹絲在內(nèi)的原料粉碎成60-80目竹粉； (2) 水熱竹炭制備：將60重量份的60-80目竹粉和6-24重量份無(wú)機(jī)強(qiáng)酸置于200-300 重量份的水中，在室溫下攪拌混合均勻后置于帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，然后 在180-240°C條件下反應(yīng)6-24小時(shí)、自然冷卻、抽濾、洗滌至中性后烘干，即得到水熱竹炭； (3) 活化水熱竹炭制備：將步驟（2)得到的水熱竹炭與2. 5-6重量份無(wú)機(jī)堿和200-300 重量份水混合，室溫?cái)嚢?. 5-3h后，抽濾、洗滌至中性后烘干。2. 如權(quán)利要求1所述無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在 于，步驟（2)中所說(shuō)的無(wú)機(jī)強(qiáng)酸為濃鹽酸或濃硫酸中任一種或兩種強(qiáng)酸的混合物。3. 如權(quán)利要求1所述無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其特征在 于，步驟（3)中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀任一種或兩種無(wú)機(jī)堿的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸催化水熱竹基生物質(zhì)炭吸附材料的生產(chǎn)方法，其步驟包括：將竹粉加工剩余物粉碎成60-80目竹粉，再對(duì)竹粉在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行水熱反應(yīng)制備水熱竹炭；將上述得到的水熱竹炭用無(wú)機(jī)堿活化后即得到活化水熱竹炭吸附材料。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、原料成本低、吸附量大。本方法制得的吸附材料可以應(yīng)用于陽(yáng)離子染料的吸附治理，并具有良好的處理效果。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了竹材加工剩余物資源的回收利用，并且得到了廉價(jià)、高效的新型吸附劑，促進(jìn)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。
【IPC分類】C02F1/28, B01J20/30, B01J20/20
【公開號(hào)】CN104984734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510455044
【發(fā)明人】李兵, 傅深淵, 楊平, 張?jiān)迄i
【申請(qǐng)人】浙江農(nóng)林大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日