[发明专利]一种基于不同基因型梁山慈竹制备水热炭的方法及吸附应用

说明书

本发明公开了一种基于不同基因型梁山慈竹制备水热炭的方法及吸附应用，包括以下步骤：步骤一、将不同基因型的梁山慈竹制成竹粉，然后将竹粉和水加入高压反应釜中，升温至180～300℃，保温3～5h；自然冷却至室温；步骤二、将步骤一得到的料液采用离心机离心，倒去上清液，加入无水乙醇，振荡后再次离心，重复上述过程，直至上清液无色透明，然后将固体烘干至恒重，得到水热炭。本发明采用梁山慈竹制备的水热炭具较大的比表面积以及良好的孔隙结构；保留了大量的官能团；具较为良好的还原U(Ⅵ)能力和较好的吸附效果。

技术领域

本发明涉及水热炭制备技术领域，具体涉及一种基于不同基因型梁山慈 竹制备水热炭的方法及吸附应用。

背景技术

梁山慈竹，属于禾本科牡竹属，合轴丛生型竹类，作为西南片区重要的 本土竹种及经济竹种，分布于我国云南，广西，四川等中北亚热带地区，经 济价值十分可观。目前梁山慈竹主要用于造纸业中原浆的制备，还用于各种 竹器的劈篾编结，与作为农具棚架等的结构材料。其竹笋鲜美可口为主要的 鲜笋食材。但目前对于竹材的应用尚为粗浅，经济附加值低，经济利益有限， 产业发展放缓。本实验室长年从事梁山慈竹的研究，培育出多个基因型的梁 山慈竹，为后续不同基因型梁山慈竹水热炭研究打下了坚实基础。

核能是目前公认的清洁，高效，安全，可靠能源。而随核能的应用与发 展，铀矿的开采、精炼、提纯、反应发电等相关工程中都会产生大量含铀废 水，随着雨水冲刷进入河流从而进入生态圈，再通过食物链富集作用进入并 累积在人体中。铀作为一种重金属元素，不仅具有化学毒性，还具备放射性。 铀富集在人体会导致人体内强烈的内辐射，从而导致多种疾病发生，如白血 病与癌症等。在以往研究中发现，六价铀比四价铀毒性更强，且四价铀更易 与无机碳形成稳定络合物沉淀，从水体中分离。六价铀通常以铀酰(UO₂²⁺) 形式存在，铀酰溶于水，导致难于分离。研究者们普遍认为将六价铀降价为 四价铀为一种有效处理方法。

在水体污染治理等方面，竹炭以发达的比表面积占有重要的地位。大部 分竹炭由马弗炉，管式炉，土窖等烧制而来。经高温烧制的竹炭，虽具良好 孔隙结构，但却破坏了大量官能团，不利于铀的吸附。本发明采用水热法制 备竹基水热炭，在保留多孔结构的同时，还保留大量丰富的官能团。这种同 时具发达孔结构与丰富官能团的竹基水热炭，对含铀废水的处理具重要意义。 现有技术外对竹基水热炭的研究极少出现，其对重金属离子的吸附研究尚不 完善。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说 明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于不同基因 型梁山慈竹制备水热炭的方法，包括以下步骤：

步骤一、将不同基因型的梁山慈竹制成竹粉，然后将竹粉和水加入高压 反应釜中，升温至180～300℃，保温3～5h；自然冷却至室温；

步骤二、将步骤一得到的料液采用离心机离心，倒去上清液，加入无水 乙醇，振荡后再次离心，重复上述过程，直至上清液无色透明，然后将固体 烘干至恒重，得到水热炭。

优选的是，所述不同基因型的梁山慈竹分别命名为ZPX、214、215、30-A 和52-B；其中不同基因型的梁山慈竹的纤维素含量、木质素含量和纤维素/ 木质素见表1；

表1 不同基因型梁山慈竹的理化性质