一种生物炭材料及其制备方法

本发明涉及生物炭材料，尤其涉及一种生物炭材料及其制备方法。

背景技术：

1、石油开采炼化、运输管道泄露以及过量农药喷洒会造成地下水有机污染问题，需要以原位反应带的形式对污染区进行修复通过原位反应带对其修复对污染区域生态环境影响最小，施工量最少，现有的修复材料所选用的生物炭材料不同时具备存在悬浮效果不佳、催化活化性能不佳高的情况。前者则对待修复区地下介质环境扰动较大，后者则不能有效降解目标污染物。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生物炭材料及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种生物炭材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1：以芝麻粕作为制备前体，将芝麻粕粉碎后，过筛备用；

5、步骤2：将步骤1所得的芝麻粕放入加热设备中，在氮气氛围条件下，升温至900℃，保温180min后，自然降温至室温待用；

6、步骤3：将步骤2所得物使用稀盐酸和氢氧化钠交替清洗三次后，使用乙醇和去离子水交替清洗至中性；

7、步骤4：将尿素和步骤3所得物按照1：5的质量比混合，再进行球磨处理；

8、步骤5：将步骤4所得物放入加热设备中，在氮气氛围条件下，升温至300℃，保温180min后，自然降温至室温待用；

9、步骤6：将步骤5所得物配置成悬浮液，使用超声震荡后，即得高悬浮、高催化活化性能的生物炭材料。

10、优选的，步骤2中，升温速率为5℃/min。

11、优选的，步骤3中，稀盐酸的浓度为10％；氢氧化钠的浓度为10％。

12、优选的，步骤4中，球磨时长为60min。

13、优选的，步骤5中，升温速率为10℃/min。

14、优选的，步骤6中，超声震荡时长为120min。

15、一种生物炭材料，由上述的一种生物炭材料的制备方法制备所得。

16、本发明的有益效果为：

17、本发明制备所得的生物炭材料具有高悬浮性能，不同浓度下悬浮的时间不同，悬浮情况也不同，浓度在3.0至7.0之间的生物炭材料浆液，颗粒与颗粒之间的距离刚好满足斥力有效范围，达到相对稳定的悬浮状态，进一步提升浓度，缩短了颗粒与颗粒之间的距离，突破了势能阱，加快了生物炭颗粒的沉降速度，所以，悬浮效果最稳定的生物炭浆浓度范围为3.0-7.0g/l；本发明制备所得的生物炭材料对氧化剂过硫酸盐具备高催化活化性能，与过硫酸盐联合所形成的体系对常见的地下水有机污染物二氯乙烷具有较高的降解效果，体系最佳投加比为每投加1g生物炭，仅需投加2.5mm过硫酸盐即可达到对其有效的降解效果。

技术特征：

1.一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，升温速率为5℃/min。

3.根据权利要求1所述的一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，稀盐酸的浓度为10％；氢氧化钠的浓度为10％。

4.根据权利要求1所述的一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，球磨时长为60min。

5.根据权利要求1所述的一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，步骤5中，升温速率为10℃/min。

6.根据权利要求1所述的一种生物炭材料的制备方法，其特征在于，步骤6中，超声震荡时长为120min。

7.一种生物炭材料，其特征在于，由权利要求1-6任一所述的一种生物炭材料的制备方法制备所得。

技术总结
本发明涉及环境修复材料用生物炭材料技术领域，公开了一种生物炭材料及其制备方法，所述的一种生物炭材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：以芝麻粕作为制备前体，将芝麻粕粉碎后，过筛备用；步骤2：将步骤1所得的芝麻粕放入加热设备中，在氮气氛围条件下，升温至900℃，保温后，自然降温至室温待用，本发明制备所得的生物炭材料具有高悬浮性能，浓度在3.0至7.0之间的生物炭材料浆液，达到相对稳定的悬浮状态，悬浮效果最稳定的生物炭浆浓度范围为3.0‑7.0g/L；本发明制备所得的生物炭材料对氧化剂过硫酸盐具备高催化活化性能，与过硫酸盐联合所形成的体系以原位反应带的形式对常见的地下水有机污染物二氯乙烷具有较高的降解效果。

技术研发人员：林学钰,赵崇凯,张晟瑀
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17