[发明专利]一种表面改性的生物炭吸附材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种表面改性的生物炭吸附材料，其特征在于，所述生物炭吸附材料为表面修饰有氨基的生物炭。

2.根据权利要求1所述的表面改性的生物炭吸附材料，其特征在于，所述生物炭吸附材料中，每克生物炭所修饰的氨基数量为1.0×10¹⁸～5.3×10¹⁹。

3.根据权利要求1或2所述的表面改性的生物炭吸附材料，其特征在于，所述生物炭为生物质材料经由高温绝氧裂解制备形成，所述生物质材料选自农作物、农作物废弃物、木材以及木材废弃物。

4.一种如权利要求1-3任一所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S10、提供生物质材料，对所述生物质材料进行高温绝氧裂解处理，制备获得生物炭；

S20、将所述生物炭置于低温等离子体的反应腔内，抽真空至腔内气压稳定，通入包含有氨气的反应气体，通过低温等离子体放电对所述生物炭进行表面修饰，制备获得表面修饰有氨基的生物炭。

5.根据权利要求4所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

S11、提供生物质材料并对其依次进行干燥、粉碎和过筛预处理；

S12、将预处理后的生物质材料置于高温反应炉中进行高温绝氧裂解处理，制备获得生物炭；

S13、将所述生物炭进行水洗，然后进行干燥处理。

6.根据权利要求5所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，所述高温绝氧裂解处理的裂解温度为300℃～700℃，从室温升温至预定裂解温度的升温速率为5℃/min～25℃/min，升温至预定裂解温度后保温1h～3h。

7.根据权利要求4-6任一所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S20包括：

S21、将所述生物炭置于低温等离子体的反应腔内，抽真空至腔内气压稳定；

S22、向所述反应腔内通入氩气、氦气和氮气中的一种或两种以上，通过低温等离子体放电对所述生物炭进行表面活化处理；

S23、向所述反应腔内通入氨气或者是氨气与氩气和/或氦气的混合气体，通过低温等离子体放电使得氨基接枝至生物炭表面，制备获得表面修饰有氨基的生物炭。

8.根据权利要求7所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤S22和步骤S23中，进行低温等离子体放电处理时的功率为10W～300W，压力为1Pa～50Pa，时间为0.5min～30min。

9.根据权利要求8所述的表面改性的生物炭吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤S22和步骤S23中，进行低温等离子体放电处理时的功率为60W～200W，压力为10Pa～50Pa，时间为5min～15min。

10.一种如权利要求1-3任一所述的表面改性的生物炭吸附材料在水体污染治理中的应用。