一种生物多孔炭的制备方法及其制备实验方法与流程

本发明涉及生物炭制备技术领域，尤其涉及一种生物多孔炭的制备方法及其制备实验方法。

背景技术：

生物炭因其丰富的孔结构而被用作电池材料、吸附材料等功能性材料，且成为国内外研究的热点和关注焦点，但是生物炭制备的环境要求较苛刻，必须是真空限氧环境下进行，目前制备生物炭的方法主要是通过真空热处理炉在高真空下进行热解炭化或通过马佛炉中充入N2、Ar2等惰性气体环境下进行热解制备，这些方法最大的缺点是耗时长、设备成本较高、工艺复杂、制备量少等，本发明通过对生物炭制备原料容器进行密封限氧的方式在普通箱式电阻炉内进行，成功制备出了多孔生物炭，且具有耗时短、制备量大、成炭率高、制备工艺简单、成本低的优点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种生物多孔炭的制备方法及其制备实验方法，具有耗时短、制备量大、成炭率高、制备工艺简单、成本低的优点。

一种生物多孔炭的制备方法，包括以下步骤：

S1、准备植物质类废弃物A、B和C各50g，切割至长度2～3厘米，形成原料A1、B1和C1，备用；

S2、将原料A1、B1和C1在电热恒温鼓风干燥箱内用温度80摄氏度烘干4～6小时，直到所述原料的含水率为5％～10％，形成原料A2、B2和C2；

S3、将原料A2、B2和C2分别放置于直径90厘米、高45厘米的圆柱状的平底坩锅A、B和C中，分别盖上盖子，用防水阻燃高温胶分别将平底坩锅A、B和C和盖子之间的缝隙填满，使所述平底坩锅A、B和C内分别形成密闭空间；

S4、将平底坩锅A、B和C静置6～8小时；

S5、将S4后的平底坩锅A、B和C放入同一个箱式电阻炉中，设置箱式电阻炉的温度为280～320摄氏度，定时保温45分钟；

S6、45分钟后，静置于所述箱式电阻炉中直到温度冷却至100摄氏度，再取出放置于室温下冷却至室温。

作为优选，所述原料A1、B1和C1可分别是麦秸秆、葵秸秆、栗子壳、葵子壳、柚子皮或橙皮中的任意一种。

作为优选，所述原料A1是麦秸秆，所述原料B1是栗子壳，所述原料C1是橙皮。

作为优选，所述S3中的防水阻燃高温胶还可以是高温玻璃胶或高温硅胶中的一种。

一种生物多孔炭的制备方法，包括以下步骤：

S1、准备植物质类废弃物A、B和C各5～10mg，粉碎研磨过100目筛，形成原料A1、B1和C1，备用；

S2、将原料A1、B1和C1放入热性能分析仪上进行分析，得到所述原料A1、B1和C1的热重分析线图；

S3、从图中可以得出所述原料A1、B1和C1的失重温度为280～320摄氏度。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：通过对生物炭制备原料容器进行密封限氧的方式在普通箱式电阻炉内进行，成功制备出了多孔生物炭，且具有耗时短、制备量大、成炭率高、制备工艺简单、成本低。

附图说明

图1示出了本发明一种生物多孔炭的SEM图。

图2示出了本发明一种生物多孔炭的SEM图。

图3示出了本发明一种生物多孔炭的SEM图。

图4示出了本发明实施例一附图。

图5示出了本发明实施例一中对Pb2+的吸附力对比图。

图6示出了本发明实施例二中三种生物炭对不同初始浓度亚甲基蓝的吸附性对比图。

图7示出了本发明实施例二中亚甲基蓝浓度为50mg/L时三种生物炭的吸附性对比图。

具体实施方式

在详细说明本发明各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明。需要注意的是，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

一种生物多孔炭的制备方法，包括以下步骤：

S1、准备植物质类废弃物A、B和C各50g，切割至长度2～3厘米，形成原料A1、B1和C1，备用；

S2、将原料A1、B1和C1在电热恒温鼓风干燥箱内用温度80摄氏度烘干4～6小时，直到所述原料的含水率为5％～10％，形成原料A2、B2和C2；

S3、将原料A2、B2和C2分别放置于直径90厘米、高45厘米的圆柱状的平底坩锅A、B和C中，分别盖上盖子，用防水阻燃高温胶分别将平底坩锅A、B和C和盖子之间的缝隙填满，使所述平底坩锅A、B和C内分别形成密闭空间；

S4、将平底坩锅A、B和C静置6～8小时；

S5、将S4后的平底坩锅A、B和C放入同一个箱式电阻炉中，设置箱式电阻炉的温度为280～320摄氏度，定时保温45分钟；

S6、45分钟后，静置于所述箱式电阻炉中直到温度冷却至100摄氏度，再取出放置于室温下冷却至室温。

所述原料A1、B1和C1可分别是麦秸秆、葵秸秆、栗子壳、葵子壳、柚子皮或橙皮中的任意一种。A1可以是麦秸秆、葵秸秆或其他的秸秆。B1可以是栗子壳、葵子壳等其他的果壳。C1可以是柚子皮或橙皮等的果皮。

所述原料A1是麦秸秆，所述原料B1是栗子壳，所述原料C1是橙皮。

所述S3中的防水阻燃高温胶还可以是高温玻璃胶或高温硅胶中的一种。

一种生物多孔炭制备实验方法，包括以下步骤：

S1、粉碎研磨过100目筛，准备植物质类废弃物5～10mg，形成原料A1、B1和C1，备用；

S2、将原料A1、B1和C1放入热性能分析仪上进行分析，得到所述原料A1、B1和C1的热重分析线图；

如图4：其中，原料A1是麦秸秆，所述原料B1是栗子壳，所述原料C1是橙皮，分别简写为WSB、PSB、OSB。

S3、从图中可以得出所述原料A1、B1和C1的失重温度为280～320摄氏度。

所述原料A1、B1和C1可分别是麦秸秆、葵秸秆、栗子壳、葵子壳、柚子皮或橙皮中的任意一种。

实施例一

原料A1、B1和C1可分别是麦秸秆、栗子壳或橙皮，分别简写为WSB、PSB、OSB。将麦秸秆、栗子壳或橙皮在电热恒温鼓风干燥箱内用80度温度烘干4h时间，直到所述原料的含水率等于5％；之后将麦秸秆、栗子壳或橙皮分别放置于直径90厘米、高45厘米的圆柱状的平底坩锅A、B和C中，分别盖上盖子，用防水阻燃高温胶分别将平底坩锅A、B和C和盖子之间的缝隙填满，使所述平底坩锅A、B和C内分别形成密闭空间；将平底坩锅A、B和C静置6小时；将平底坩锅A、B和C放入同一个箱式电阻炉中，设置箱式电阻炉的温度为280摄氏度，定时保温45分钟；45分钟后，静置于所述箱式电阻炉中直到温度冷却至100摄氏度，再取出放置于室温下冷却至室温，即可形成WSB生物炭、PSB生物炭和OSB生物炭。

以上实施例的WSB生物炭、PSB生物炭和OSB生物炭的SEM图，如图1～3。

基本性质如下：

对Pb2+的吸附力如图5。

实施例二

原料A1、B1和C1可分别是葵秸秆、葵子壳或柚子皮。将葵秸秆、葵子壳或柚子皮在电热恒温鼓风干燥箱内用80度温度烘干6h时间，直到所述原料的含水率等于10％；之后将葵秸秆、葵子壳或柚子皮分别放置于直径90厘米、高45厘米的圆柱状的平底坩锅A、B和C中，分别盖上盖子，用防水阻燃高温胶分别将平底坩锅A、B和C和盖子之间的缝隙填满，使所述平底坩锅A、B和C内分别形成密闭空间；将平底坩锅A、B和C静置8小时；将平底坩锅A、B和C放入同一个箱式电阻炉中，设置箱式电阻炉的温度为320摄氏度，定时保温45分钟；45分钟后，静置于所述箱式电阻炉中直到温度冷却至100摄氏度，再取出放置于室温下冷却至室温，即可形成WSB生物炭、PSB生物炭和OSB生物炭。

WSB生物炭、PSB生物炭和OSB生物炭对亚甲基蓝的吸附性如图6和图7所示。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。