[发明专利]一种茶渣制备生物炭方法

说明书

本发明涉及一种茶渣制备生物炭方法，以茶叶渣作为制备生物炭的原料，通过粉碎机粉碎并过60目筛，放入烘箱干燥。将干燥的茶渣在管式炉的500℃、N2条件下热解120min，冷却后研磨得到生物炭。将上述生物炭材料与饱和KOH溶液充分混合9h，干燥冷却后研磨在700℃、N2下热解120min，取出后研磨，用水和0.1mol/L盐酸反复水洗及酸洗至接近中性，最后干燥得到活化后的生物炭材料。活化后的生物炭表面有丰富的孔状结构，比表面积为768.07m²/g，与未活化的双草醚相比，比表面积提高了143.56倍。同时，对除草剂双草醚进行吸附测定，结果表明其活化的茶渣生物炭对双草醚具有很好的效果，与未活化的生物炭相比，其吸附能力提高了7.76倍。

技术领域

本发明应用于碳材料技术领域，具体是一种茶渣制备生物炭方法。

背景技术

据统计，2019年福建省全省茶园面积330万亩、毛茶产量47.01万吨；全省拥有国家级茶树良种26个、省级良种18个，无性系良种推广面积达96％以上，居全国领先地位。但饮用后的茶叶、裁剪的茶枝的堆积除了少量被利用外，大部分当作废弃物导致了资源的严重浪费，增加了处理的成本。利用茶渣制备生物炭可以进行资源的重新利用及再分配，可实现以废治废，变废为宝，符合环境友好型社会的需求。

茶渣中含有大量的有机碳、氮源和多种抗氧化物质，可以提取出活性成分，作为食用菌培养基的基料；人们一般将其用于肥料和饲料，提高产品的质量。茶叶在制作及冲泡的过程中，消除了叶片表面的蜡质和可溶于水的小分子，改变了原有的致密结构，暴露出网状的纤维结构和一些特定的具有螯合或吸附功能的基团，可以制备成生物炭。

生物炭是富碳有机质的生物质在一定温度下(300～700℃)，在无氧或缺氧条件下通过热处理得到的固体残留物。生物质炭一般呈碱性，pH值为7.0～10，且裂解温度越高pH越高，并且它在热解过程中会产生一定量的灰分。生物炭的组成和结构与其制备的温度有所关系，温度越高其结构孔径越细；并且生物炭的孔隙结构发达、吸附性能好，比表面积增大，有利于吸附农药，减少农药的残留；生物炭接触空气后形成部分含氧官能团，使离子交换能力变强，提高吸附能力。

因此如何合理高效的将茶渣制备为生物炭成为当下技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种茶渣制备生物炭方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种茶渣制备生物炭方法，包括以下步骤：

S1，筛选茶渣：将茶叶粉碎处理后再进行筛选；

S2，将茶渣在500℃、N2下热解120min，再将热解得到的粗糙生物炭材料研磨处理，得到茶渣生物炭材料。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S1中茶叶粉碎处理前先将茶叶清洗烘干。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S1中茶叶筛选操作具体为过60目筛并保持干燥。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S2中的热解发生在管式炉中。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤S2中的研磨处理使用研钵进行。

一种活化茶渣生物炭的方法，包括以下步骤：

1)配置饱和KOH溶液与茶渣制备的生物炭以碱炭比1.5：1充分混合9h，然后放入烘箱使其干燥；

2)将步骤1)得到的样品在700℃、N2下热解120min，取出后研磨，再用水和0.1mol/L盐酸反复水洗至接近中性，干燥得到活化后的茶渣生物炭材料。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤2)中的热解发生在管式炉中。

作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤2)中的研磨处理使用研钵进行。