[发明专利]一种枣树枝条制备改性生物炭吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种枣树枝条制备改性生物炭吸附材料的制备方法，以红枣枣树残枝为原料。利用氯化锌对水热炭进行改性处理，所制备的改性生物炭吸附性能对亚甲基蓝的去除率能够达到93%以上。本发明制备的吸附材料，具有丰富的海绵状的孔结构、平整且均匀的表面，为吸附提供更佳条件。此外，选择枣树残枝制备活性炭具有原料廉价的特点，所制备的活性炭能够很好的从废水中去除染料。本发明充分利用了枣树残枝的生物质资源，一方面扩大了生物炭的原料来源和用途，另一方面减少了农业废弃物处理的成本，更降低了对环境产生的负面影响。解决了实际生活中枣树残枝的生物质资源化利用问题，具有实际经济意义。

技术领域

本发明属于吸附活性炭材料制备领域，具体涉及以枣枝为原料制备改性生物炭的制备方法。

背景技术

活性炭具有稳定的物理化学性能、良好的机械性能及优越的吸附特性，涉及化工、医药、食品、冶金等技术领域。在活性炭的商业化生产中开发探索廉价的前体具有重要意义。农业废弃物的碳含量及挥发物含量高，是理想的制备活性炭前体材料。利用农业废弃物作为前体生产出的活性炭具有较大的表面积以及孔隙率。

目前用做制备活性炭的农业废弃物有蔗渣废料、玉米芯、咖啡渣、橙皮、棉花废弃物、玉米秸秆、番茄废弃物、大麦秸秆等，由于具有较高的碳含量及较低的灰分含量，广泛用于制备活性炭的研究，对于红枣残枝这一农业废弃物用于制备生物炭的例子鲜有。

南疆各地区果树（含坚果树）种植面积较大，五年平均为712.29千公顷，占全疆的76.7%,其中红枣树种植面积约为450.62千公顷，占全疆的92.11%；南疆地区的红枣残枝资源量每年可达81.11万吨。通过实地调研了解到，南疆各地区的果树一般在果实采摘后的初冬和发芽前的初春进行剪枝，在调研过程中发现每个地区都有焚烧果树残枝的情况，通过问卷调查可知，100份问卷中有52%的种植户曾将剪下来的果树残枝进行焚烧处理，37%的种植户经常将果树残枝进行路边堆放处理。南疆地区有国能生物质发电两家家（阿瓦提县和巴楚县）分公司，能消耗企业附近两百公里以内的生物质，主要以果树残枝为主，每家企业的消耗为15万吨/年。生物质炭制备都处于较低级的阶段，仅仅将果树残枝在无氧或缺氧条件下高温裂解成黑色块状固体炭，主要通过批发零售业卖至食品加工行业。通过调研了解到南疆的果树残枝资源利用率最低，浪费最为严重。枣树残枝改性制备生物炭的应用一方面扩大了活性炭的原料来源和用途，另一方面减少农业废弃物处理的成本，降低对环境产生的负面影响。

因此，提出一种使用红枣残枝制备新型吸附材料的制备方法，以期得到具有较高的表面积和丰富孔结构的改性生物炭，通过实例来验证其吸附性能，最终得到改性生物炭的最佳制备工艺参数及其最佳吸附性能，本发明对生物质资源化利用技术具有重要意义。

发明内容

本发明是为了研究一种枣树残枝改性生物炭吸附材料及其制备方法与应用，提供了一种工艺步骤简单，可操作性强，便于工业化生产的可应用于水处理与废气治理领域的改性生物炭制备方法。以亚甲基蓝作为吸附指示剂，用以评估改性生物炭的吸附性能。试验方法按照GB/T12496.10-1999测定，经实验验证及特性表征可知红枣残枝改性生物炭吸附容量高，亚甲基蓝去除效果好，再生后可多次重复利用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种枣树残枝改性生物炭吸附材料及其制备方法与应用，包括以下步骤：

枣枝生物炭的制备：

（1）本发明所用原料为60-80目的枣枝粉末烘干样，在常温干燥的条件下储藏备用。取冬枣枝粉末10g，去离子水100g，倒入高温高压反应釜中充分混合，将反应釜放入箱式电阻炉中，固定拧紧。

（2）检查装置气密性。将反应釜密封，采用氮气来排空内部空气来检查反应釜的气密性。充入氮气到一定压强，保持10min进行气密性检查。