[发明专利]一种霹雳果壳、板栗壳木鱼石吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种霹雳果壳、板栗壳/木鱼石吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着工业化、城市化进程加快，人类面临着越来越严重的水资源短缺和污染问题。据资料显示，我国600多个城市中有一半左右的城市缺水，水污染造成的功能性缺水更使水资源短缺雪上加霜。据统计，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，严重影响了我国经济、环境的可持续发展战略。

生物炭是生物质材料在缺氧或限氧条件下热解，去除生物质中的油和气后剩下的固体物质。相关研究表明，生物炭具有巨大的表面积和内部空隙，具有负电荷多、离子交换能力强、吸附性能优异等特点，不仅能直接吸附污染物质，施入土壤后还可改善土壤理化性质、减少养分流失、促进作物生长、吸附固定土壤污染物质，并能增加土壤碳库，减少温室气体排放。生物炭利用研究现已成为环境和农业科学领域研究的热点之一。制备生物炭的原料来源十分广泛，农田废弃物、生活垃圾、牲畜粪便等均可作为制备生物炭的原料，但不同生物质原料和热解温度制备的生物炭结构差异较大，对污染物质的吸附性能也各不相同，这也是近年来相关学者还在继续从事生物碳制备、改性方面研究的关键原因。此外，现有生物碳制备研究中多以单一原料制备生物碳，以混合物料制备生物碳的研究较少，尤其缺乏有目的性对生物质原料进行优化组合以制备高吸附性能生物碳方面的研究。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种霹雳果壳、板栗壳生物碳的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供一种霹雳果壳、板栗壳/木鱼石吸附剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术措施实现的：

一种霹雳果壳、板栗壳生物碳的制备方法，其特征在于，所述生物炭是由霹雳果壳和板栗壳按下列方法制得：（1）取霹雳果壳、板栗壳分别粉碎过20～200目筛，备用；（2）将上述粉碎后的霹雳果壳、板栗壳按质量比为1～10：1混合，再加入混合催化剂溶液，混合催化剂溶液的配制方法为取霹雳果壳、板栗壳粉末总质量1%的质量比Co(NO₃)₂·6H₂O: Zr(NO₃)₄·3H₂O=5:3的混合催化剂，加入混合催化剂10倍量的水溶解制得混合催化剂溶液，密封静置24h；（3）将上述生物质置于样品舟中，通入氮气使管式马弗炉中样品舟气压达到0-3MPa，密闭热解，待反应结束冷却至室温取出；所述热解分为低温热解和高温热解两个过程，低温热解过程是先将温度升高至100-300℃，热解30-120min，高温热解过程是继续升温至300-800℃，热解60-200min，升温速度为5-15℃/min；（4）将上述制备的生物碳与5倍生物碳质量的体积浓度为1~20%的H₂O₂混匀，质量体积比为生物碳：H₂O₂=1:5，在振荡器中震荡12h取出，用蒸馏水洗净后烘干，即获得高吸附性能生物碳。

进一步，为了提高生物碳的吸附性能，使得生物碳的稳定性更好，空隙结构更好，一种霹雳果壳、板栗壳生物碳的制备方法，其特征在于，所述霹雳果壳、核桃壳质量比例优选为1：2，霹雳果壳、板栗壳粉碎过筛目数优选为100目，所述通入氮气使管式马弗炉中样品舟气压优选为1.5MPa，所述低温热解温度优选为150℃，热解时间为60min，所述高温热解温度优选为600℃、热解时间优选为120min，所述H₂O₂体积浓度优选为10%。

一种霹雳果壳、板栗壳/木鱼石吸附剂的制备方法，其特征在于，它是按下列步骤制得：

A.木鱼石处理：

A1.将收集的木鱼石粉碎过20～500目筛；

A2. 将粉碎后的木鱼石粉用浓度为0.1-10.0mol/L的硝酸溶液浸泡12h，质量体积比为木鱼石粉：硝酸溶液=1:10，取出；

A3.将上述预处理过的木鱼石粉放入管式马弗炉中，于800℃条件下煅烧2h，取出备用；

B.霹雳果壳、板栗壳/木鱼石吸附剂制备：

B1.将霹雳果壳、板栗壳生物碳和经过预处理的木鱼石粉末混合备用；