[发明专利]一种纤维状生物炭及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种纤维状生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

人们的衣物多由纺织品制成。一方面，生产这些衣物的纺织厂每年会产生大量的边角料；另一方面，随着人们衣物更新的加快，也会产生大量的废旧衣物。若直接丢弃这些边角料或废旧衣物，则不仅会造成环境污染，而且也会造成资源的浪费。因此，如何资源化利用边角料或废旧衣物就成为亟待解决的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纤维状生物炭的制备方法，该方法不仅能够对废旧的纺织品进行资源化利用，而且还能得到具有较高产率的纤维状生物炭。

本发明的另一个目的在于提供一种由上述的制备方法制成的纤维状生物炭。

本发明的第三个目的在于提供一种上述的纤维状生物炭的应用。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种纤维状生物炭的制备方法，其包括如下步骤：

对纺织品进行预处理得到处理物，粉碎处理物后得到粉状物，在反应系统中对粉状物进行炭化得到纤维状生物炭和气体，并使气体回流至反应系统中。

其中，上述的纺织品可以为含纤维的棉纺织品、含纤维的麻纺织品或者含纤维的棉麻纺织品。

上述的纺织品可以含有30‐60wt％的棉，还可以含有20‐45wt％的麻，也可以含有30‐60wt％的棉和20‐45wt％的麻，余量为其它组分。

上述的预处理包括如下步骤：将纺织品在80±10℃的处理剂中浸渍并不断搅拌，30±10min后挤出水分，于60±10℃下热风干燥，得到处理物。

上述的处理剂是硝酸盐和磷酸盐以1:(1‐3)的摩尔比组成的混合液。

上述的处理物和/或粉状物的含水率≤10％，粉状物的粒径≤20目。

上述的炭化包括如下步骤：将粉状物在惰性气体的保护下以5‐8℃/min的升温速率升温至280‐480℃，然后炭化0.5‐2h，得到纤维状生物炭。

上述的方法将产生的气体回流至反应系统，然而，根据具体情况，也可以不进行上述回流。

一种由上述的方法制备而成的纤维状生物炭，其纤维长度为50‐400μm，纤维直径为2‐20μm。

一种由上述的方法制备而成的纤维状生物炭作为大气污染物或水体污染物的吸附剂的应用。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

首先，本发明的纤维状生物炭的制备方法具有丰富的原料来源，可以为废弃的纺织品或者纺织厂在生产纺织品时产生的边角料，不仅能够节约煤、焦油以及木材等不可再生资源，而且还有利于实现废物的资源化利用。

其次，本发明的制备方法通过采用处理剂对纺织品进行预处理以及调节升温速率和炭化温度等措施提高了纤维状生物炭的产率，从而得到了具有较高含碳量和较大的碘吸附值的纤维状生物炭。

另外，现有技术的生物炭的制备方法往往只能够得到生物炭，若要得到纤维状生物炭还需要对生物炭进行纤维化的过程，而本发明的制备方法以含纤维的纺织品为生产原料来直接制备纤维状生物炭，该纤维状生物炭直接呈现纤维形态，故能够省略对生物炭进行纤维化的过程，大大简化了工艺流程。

附图说明

图1为含纤维的纺织品的电镜图。

图2为本发明实施例一的纤维状生物炭的电镜图。

图3为表示生物炭产率的柱状图。

具体实施方式

本发明提供了一种纤维状生物炭及其制备方法和应用。

<纤维状生物炭>

一种纤维状生物炭，其以纺织品为生产原料制成。纺织品可以为含纤维的棉纺织品，也可以为含纤维的麻纺织品，还可以为含纤维的棉麻纺织品。纺织品中所含的纤维如图1所示。

含纤维的棉纺织品含有30‐60wt％的棉；含纤维的麻纺织品含有20‐45wt％的麻；含纤维的棉麻纺织品含有30‐60wt％的棉和20‐45wt％的麻。

本发明的纤维状生物炭呈现纤维状，在540倍电镜下观察，其纤维长度为50‐400μm，纤维直径为2‐20μm。

<纤维状生物炭的制备方法>

一种纤维状生物炭的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、预处理步骤：

将纺织品在80±10℃的处理剂中浸渍并不断搅拌，30±10min后挤出水分，然后于60±10℃下热风干燥，得到处理物。

其中，处理剂为硝酸盐和磷酸盐以1:(1‐3)的摩尔比组成的混合液。