[发明专利]一种有机硅烷改性生物质炭的制备方法以及应用

说明书

本发明属于生物质炭改性的技术领域，具体涉及一种有机硅烷改性生物质炭的制备方法以及应用。包括如下步骤：1）制备生物质炭：采用活化剂浸泡农作废弃物并加热制得生物质炭；2）将有机硅烷和生物质炭混合，加入有机溶剂搅拌得到改性生物质炭产物。所述有机硅烷包括异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷、3‑(2,3‑环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷)、3‑(2,3‑环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷)的一种或以上。本发明的通过有机硅烷改性得到生物质炭，为通过对农作废弃物进行深加工得到的全生物基的绿色吸附材料，原料来源易得，合成工艺简单，有助于拓展提高农作废弃物的利用效率和减轻其对环境的污染问题，实现变废为宝。

技术领域

本发明属于生物质炭改性的技术领域，具体涉及一种有机硅烷改性生物质炭的制备方法以及应用。

背景技术

我国淡水资源短缺，供需矛盾一直存在，如果不能妥善解决水资源问题，将会影响到这个快速发展的社会中的方方面面，对人类自身构成威胁，除了水资源短缺，还存在着严重的水污染现象，由于各种行业排出废水导致水体中含有重金属、有机化合物和染料等物质，影响人和动植物。

当前，农民生产生活中产生的农业废弃物处理粗放(随处堆放或就地焚烧)，并未得到有效的利用，严重污染和破环了农村的周边生态。随着经济社会和科技的高速发展，农业废弃物的传统工艺利用大幅度减少，从而造成废弃物堆积。但农业废弃物具有广阔的应用前景和较大的实用价值。

随着经济和社会的开拓发展，环境污染严重，人类面临着巨大的压力，严重影响人类的生活和生产。目前急迫寻找一种来源广、价廉、高效的工艺方法，应用于解决环境问题。生物质炭是一种性能良好的吸附剂，广泛应用于水污染处理，如吸附水中有机化合物污染，吸附水中重金属污染等，因此，亟需开发一种生物基绿色、环保生物质炭用于治理水污染问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种有机硅烷改性生物质炭的制备方法以及应用，得到一种绿色、环保、能够有效吸附水体中重金属物质的改性生物质炭材料。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种有机硅烷改性生物质炭的制备方法，包括如下步骤：

1)制备生物质炭：采用活化剂浸泡农作废弃物并加热制得生物质炭；

2)将有机硅烷和生物质炭混合，加入有机溶剂搅拌得到改性生物质炭产物。

步骤1)所述生物质炭的制备包括如下步骤：将农作废弃物洗净、放入粉碎机打磨，磨好后用去离子水清洗多遍，晾干后放入烘箱中烘干，冷却，取预处理好的农作废弃物，加入活化剂浸泡一定时间，干燥后放入管式炉中加热活化，洗涤至中性，烘干得到生物质炭；

步骤2)所述有机硅烷和生物质炭的使用质量比为1：(0.1～10)；

所述有机硅烷包括异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷)、3-(2,3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷)的一种或以上；

所采用的有机硅烷的反应基团能够与所形成的生物质炭表面结构的羟基发生反应，将硅烷接枝到生物质炭的结构上，增加反应活性基团的数量，实现所形成的改性生物质炭与金属离子发生配位，从而提高生物质炭实现金属离子的吸附与分离的能力；

所述有机溶剂包括乙酸乙酯。

步骤1)所述生物质炭的制备包括如下步骤：将农作废弃物洗净、粉碎并烘干，加入活化剂并浸泡，之后进行加热活化，洗涤至中性，烘干得到生物质炭；

所述农作废弃物包括花生壳、稻壳、稻谷秸秆或玉米秸秆的一种或以上；