[发明专利]硼酸锌阻燃法制备生物炭工艺

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种植物质生物炭制备工艺，属于生物炭制备技术领域。

二、背景技术

植物质生物炭指缺氧条件下生物质经高温炭化处理制得的木炭，广泛应用于二氧化碳固定、土壤排水系统改善、温室气体封存、增强土壤肥力、吸附污染物等方面。

硼酸锌是一种廉价、易获得、无毒、高热稳定性、分散性好的高效阻燃剂。较高温度下，硼酸锌可在先驱体上形成不透水层，阻止先驱体的表面可燃气体和挥发组分的释放。

对于生物炭的制备主要以磷酸作为活化剂，着重探究不同材料、不同热解温度、不同热解时间对生物炭的影响，目前，尚未发现以硼酸锌作为活化剂制备生物炭的报道。

三、发明内容

本发明给出了以具阻燃性能的硼酸锌作为活化剂制备生物炭的方法：在莲杆中按质量比添加不同质量的硼酸锌在一定温度下经过热解炭化制得。

本发明以硼酸锌做活化剂制备生物质炭的工艺如下：

（1）将莲杆粉末按质量比1：1～4：1与硼酸锌混合，再加入去离子水混合搅拌均匀后，在105度下浸渍8小时；

（2）将上述浸渍好的样品置于马弗炉中炭化活化40分钟；

（3）将炭化好的样品先用盐酸洗涤后，再用自来水洗涤，至pH稳定在6.5～7.0时，进行烘干，即制得生物炭。

本发明将硼酸锌与莲杆混合制得的生物炭，可减少生物炭制备过程中对环境的污染，生物炭得率提高，生物炭表面含氧量显著增加，并大幅提高生物炭对镍的吸附效果。本发明与不添加硼酸锌对比，所制得的生物炭得率提高15%～25%；表面含氧量增加10%～20%；对镍的吸附量增加3～10倍。

四、具体实施方式

实施例1

将粒径0.45～1.0mm的莲杆粉末按质量比1：1硼酸锌混合，加去离子水混合搅拌均匀后在105度下浸渍8小时，浸渍样置于马弗炉中于300度下炭化活化40分钟。炭化好的样品先用盐酸后用自来水洗涤，至pH=6.5～7.0，烘干，即制得生物炭。

实施例2

将粒径0.45～1.0mm的莲杆粉末以质量比2:1与硼酸锌混合，加去离子水混合搅拌均匀后在105度下浸渍8小时，浸渍样置于马弗炉中于350度下炭化活化40分钟。炭化好的样品先用盐酸后用自来水洗涤，至pH=6.5～7.0，烘干，即制得生物炭。

实施例3

将粒径0.45～1.0mm的莲杆粉末以质量比4:1与硼酸锌混合，加去离子水混合搅拌均匀后在105度下浸渍8小时，浸渍样置于马弗炉中于400度下炭化活化40分钟。炭化好的样品先用盐酸后用自来水洗涤，至pH=6.5～7.0，烘干，即制得生物炭。