[发明专利]一种同步热解负载铁的生物炭制备方法

说明书

本发明公开了一种同步热解负载铁的生物炭制备方法，包括以下步骤：S1.准备生物质原料，将生物质原料经过清洗后进行粉碎并筛分，得到生物质粉；S2.将生物质粉浸泡于含铁溶液中；S3.生物质粉与含铁溶液混合均匀后经过滤实现固液分离；S4.将过滤后的生物质粉在无氧条件下热解，热解温度为500‑700℃，保温时间为1‑3小时；S5.将热解后的生物质粉碎过筛，得到负载铁生物炭。以刚竹为原材料制备的生物炭，可应用于水环境中去除重金属镉离子过程，克服了现有吸附技术对重金属吸附过程中吸附效果差、存在二次污染的问题；同时生物炭的碳化过程，造成碳酸封存在生物炭内，减少温室气体CO₂的排放，对环境生态效应有益。

技术领域

本发明涉及生物炭材料制备方法，具体来说，涉及一种同步热解负载铁的生物炭制备方法。

背景技术

在工业生产过程中，会产生各种含有重金属污染的废水，重金属是一类难生物降解的有毒物质，进入自然水体后很难通过原位修复进行去除。目前废水重金属的去除方法以物理化学方法为主，生物修复技术作为经济、环保的治理技术也受到广泛关注。因此生物修复技术的可行性和有效性将逐渐加强，在治理和防治重金属污染方面具有良好的应用前景。

目前，水环境中重金属吸附剂主要以活性炭和有机交换树脂。与生物炭相比，活性炭最大区别在于为获得高比表面积需要采用活化剂进行活化，然后经过酸洗等步骤，易造成环境的二次污染且增加制作成本。研发一种对重金属具有高效吸附能力，且成本低、无二次污染的吸附材料，已成为水环境中重金属修复领域的研究热点。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种同步热解负载铁的生物炭制备方法，能够解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种同步热解负载铁的生物炭制备方法，包括以下步骤：

S1.准备生物质原料，将生物质原料经过清洗后进行粉碎并筛分，得到生物质粉；

S2.将生物质粉浸泡于含铁溶液中；

S3.生物质粉与含铁溶液混合均匀后经过滤实现固液分离；

S4.将过滤后的生物质粉在无氧条件下热解，热解温度为500-700℃，保温时间为1-3小时；

S5.将热解后的生物质粉碎过筛，得到负载铁生物炭。

进一步地，所述生物质原料选用刚竹。

进一步地，选用4-6年成年刚竹，将刚竹用水清洗粉碎后、放置于通风干燥处自然风干。

进一步地，生物质原料经过尼龙网筛过筛，得到30-80目的生物质粉。

进一步地，所述刚竹先经过切割机剪切成段在用水清洗，每段长度为1-1.5m。

进一步地，所述含铁溶液选用氯化铁溶液或氯化亚铁溶液。

进一步地，所述含铁溶液的摩尔浓度为0.5-5mol/L。

步骤S3所述的过滤采用负压抽滤法。

步骤S4所述将过滤后的生物质粉在无氧条件下热解的具体步骤包括：

S41.将过滤后的生物质粉放入气氛管式炉，用惰性气体N₂置换气氛管式炉腔内的空气；

S42.对气氛管式炉内的生物质粉进行无氧热解，热解过程持续惰性气体N₂直到热解过程结束。

进一步地，通过调节管式炉的进气阀，使出气的流量维持为100ml/min，升温速度为10℃/min。