，使得材料宏观表现为更高的抗压强度和较小的散失率。
[0083] 对实施例3中得到的成型生物碳的产率进行测定，得到结果见表2。
[0084] 对实施例3中得到的成型生物碳的抗压强度进行进行测试，采用三组样品进行测 试，得到其抗压强度测试曲线图，如图13所示，其中A、B与C为实施例3的样品；得到抗压 强度测试结果见表3。
[0085] 表3成型生物碳抗压强度测试结果
[0086]
[0087] 表4成型生物碳对4-氯酚（4-CP)吸附能力测试结果
[0088]
[0089] 表5成型生物碳中生物碳部分对4-氯酚（4-CP)吸附能力测试结果
[0090]
[0091] 比较例1
[0092] 1. 1原料预处理：粉粹锯末，过筛，留取100~200目筛分出的锯末，80°C烘干；高 岭土过1500目筛，105°C烘干备用。
[0093] 1. 2将1. 1中处理后的锯末与1. 1中处理后的高岭土按照质量比1:3的比例混合， 加入水和成团，利用一定的压力将其压入模板内，连同模板80°C烘4h，颗粒会因脱水体积 萎缩而与模板分离，然后将颗粒在l〇5°C下烘干，再利用快速热，解炉，在氮气氛围下，进行 650°C快速热解，热解时间为lh，得到成型生物碳。
[0094] 对比较例1中得到的成型生物碳的散失率（SR)进行测定，方法如下：取10个比较 例1中得到的成型生物碳的完整颗粒，105°C烘干后称其质量，记为m。;然后讲其放入100ml 锥形瓶中，添加30ml纯水，将锥形瓶置于摇床上，25°C200r/min震荡12h，之后用筛板过滤， 取其中粒径大于1. 5mm的颗粒，105°C烘干后称重，记为m;散失率：S=m/mQ*100% (每种 材料做3组，结果取均值）；得到散失率的测定结果见表1。
[0095] 对比较例1中得到的成型生物碳的4-氯酚（4-CP)吸附能力进行评估：将一定质 量的比较例1中得到的成型生物碳加入盛有150ml4-氯酚溶液的250ml具塞锥形瓶中，吸 附过程在25°C水浴、150r/min的摇床中进行，固定时间点取样测定污染物的浓度，得到其 吸附动力学曲线图，如图2所示与图14所示；得到其吸附等温曲线图，如图15 ;成型生物碳 对4-氯酚（4-CP)吸附能力测试结果见表4;得到成型生物碳中生物碳部分的吸附等温曲 线图，如图16所示；成型生物碳中生物碳部分对4-氯酚（4-CP)吸附能力测试结果见表5。
[0096] 利用扫描电子显微镜对比较例1中得到的成型生物碳进行分析，得到其SEM图，如 图5与图6所示。
[0097] 利用声学扫描显微镜对比较例1中得到的成型生物碳进行分析，得到其SAM图，如 图11~图12所示。
[0098] 对比较例1中得到的成型生物碳的产率进行测定，得到结果见表2。
[0099] 对比较例1中得到的成型生物碳的抗压强度进行进行测试，采用三组样品进行测 试，得到其抗压强度测试曲线图，如图13所示，其中D、E与F为比较例1的样品；得到抗压 强度测试结果见表3。
[0100] 比较例2
[0101] 2. 1原料预处理：粉粹锯末，过筛，留取100~200目筛分出的锯末，80°C烘干；高 岭土过1500目筛，105°C烘干备用。
[0102] 2. 2将2. 1中处理后的锯末与2. 1中处理后的高岭土按照质量比1:3的比例混合， 加入水和成团，利用一定的压力将其压入模板内，连同模板80°C烘4h，颗粒会因脱水体积 萎缩而与模板分离，然后将颗粒在l〇5°C下烘干，再利用快速热，解炉，在氮气氛围下，进行 500°C快速热解，热解时间为lh，得到成型生物碳。
[0103] 对比较例2中得到的成型生物碳的散失率（SR)进行测定，方法如下：取10个比较 例2中得到的成型生物碳的完整颗粒，105°C烘干后称其质量，记为m。;然后讲其放入100ml 锥形瓶中，添加30ml纯水，将锥形瓶置于摇床上，25°C200r/min震荡12h，之后用筛板过滤， 取其中粒径大于1. 5mm的颗粒，105°C烘干后称重，记为m;散失率：S=m/mQ*100% (每种 材料做3组，结果取均值）；得到散失率的测定结果见表1。
[0104] 比较例3
[0105] 3. 1原料预处理：粉粹锯末，过筛，留取100~200目筛分出的锯末，80°C烘干；高 岭土过1500目筛，105°C烘干备用。
[0106] 3. 2将3. 1中处理后的锯末与3. 1中处理后的高岭土按照质量比1:3的比例混合， 加入水和成团，利用一定的压力将其压入模板内，连同模板80°C烘4h，颗粒会因脱水体积 萎缩而与模板分离，然后将颗粒在l〇5°C下烘干，再利用快速热，解炉，在氮气氛围下，进行 800°C快速热解，热解时间为lh，得到成型生物碳。
[0107] 对比较例3中得到的成型生物碳的散失率（SR)进行测定，方法如下：取10个比较 例3中得到的成型生物碳的完整颗粒，105°C烘干后称其质量，记为m。;然后讲其放入100ml 锥形瓶中，添加30ml纯水，将锥形瓶置于摇床上，25°C200r/min震荡12h，之后用筛板过滤， 取其中粒径大于1. 5mm的颗粒，105°C烘干后称重，记为m;散失率：S=m/mQ*100% (每种 材料做3组，结果取均值）；得到散失率的测定结果见表1。
[0108] 比较例4
[0109] 4. 1原料预处理：高岭土过1500目筛，105°C烘干备用。
[0110] 4. 3将50mmol三氯化铁与30g4. 1中处理后的高岭土混合，加入水和成团，利用一 定的压力将其压入模板内，连同模板80°C烘4h，颗粒会因脱水体积萎缩而与模板分离，然 后将颗粒在l〇5°C下烘干，再利用快速热，解炉，在氮气氛围下，进行650°C快速热解，热解 时间为lh，得到热解后的高岭土。
[0111] 对比较例4中得到的热解后的高岭土的4-氯酚（4-CP)吸附能力进行评估：将一 定质量的比较例4中得到的热解后的高岭土加入盛有150ml4-氯酚溶液的250ml具塞锥形 瓶中，吸附过程在25°C水浴、150r/min的摇床中进行，固定时间点取样测定污染物的浓度， 得到其吸附动力学曲线图，如图14所示。
[0112] 比较例5
[0113] 高岭土过1500目筛，105°C烘干，再利用快速热，解炉，在氮气氛围下，进行650°C 快速热解，热解时间为lh，得到热解后的高岭土。
[0114] 对比较例5中得到的热解后的高岭土的4-氯酚（4-CP)吸附能力进行评估：将一 定质量的比较例5中得到的热解后的高岭土加入盛有150ml4-氯酚溶液的250ml具塞锥 形瓶中，吸附过程在25°C水浴、150r/min的摇床中进行，固定时间点取样测定污染物的浓 度，得到其吸附动力学曲线图，如图14所示。
【主权项】
1. 一种成型生物碳，其特征在于，由以下组分经热解得到，所述组分包括：生物质、粘 土与三氯化铁。2. 根据权利要求1所述的成型生物碳，其特征在于，所述生物质选自锯末、稻壳、秸杆 与树叶中的一种或多种。3. 根据权利要求1所述的成型生物碳，其特征在于，所述粘土选自高岭土、蒙脱土与凹 凸棒石中的一种或多种。4. 根据权利要求1所述的成型生物碳，其特征在于，所述三氯化铁与生物质的比例为 (0· 001~5)mmol：lg〇5. 根据权利要求1所述的成型生物碳，其特征在于，所述生物质与粘土的质量比1 : (1 ~5)〇6. -种成型生物碳的制备方法，其特征在于，包括： A)将生物质、粘土、三氯化铁与水混合，烘干后，在惰性气体保护的条件下进行热解，得 到成型生物碳。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为： A1)将生物质、三氯化铁与水混合，烘干，得到负载有三氯化铁的生物质； A2)将所述负载有三氯化铁的生物质、粘土与水混合，烘干后，在惰性气体保护的条件 进行热解，得到成型生物碳。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A1)中混合的方式为超声混 合和/震荡混合。9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热解的温度为500°C~800°C。10. 权利要求1~5任意一项所述的生物碳或权利要求6~9任意一项所制备的生物 碳在吸附处理水体系中氯酚类物质中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种成型生物碳及其制备方法，该成型生物碳由以下组分经热解得到，所述组分包括：生物质、粘土与三氯化铁。与现有技术相比，本发明成型生物碳中起吸附作用的主要是生物质热解生成的生物碳，粘土主要其辅助成型的作用，然后利用三氯化铁中氯离子对生物质的催化热分解与铁离子对小分子烃类的催化沉积作用促进生物碳的形成，同时热处理后得到的铁氧化物可提高成型生物碳的机械强度，从而使成型生物碳既具有较好的吸附性能也具有较好的机械性能。
【IPC分类】B01J20/20, B01J20/30
【公开号】CN105396552
【申请号】CN201510972027
【发明人】江鸿, 李德昌
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月18日