一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法

本发明涉及生物炭吸附，尤其涉及一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法。

背景技术：

1、生物炭，是一种可再生碳材料，具有发达的内部结构孔隙，良好的理化性能，对各种染料表现出优异的吸附能力。它广泛用于低成本去除水中的亚甲基蓝染料。因此，生物炭吸附被认为是水处理中一种有前途的技术。

2、近年来，由于原始生物炭芳香度低、对污染物的吸附能力低，通过生产生物炭基复合材料来改进生物炭引起了研究人员的广泛关注。新型生物炭基复合材料改善了其表面活性位点和官能团。一些研究报道了各种生物炭基复合吸附剂的使用，如cawo4-生物炭、zno-生物炭、ni-生物炭、hno3-生物炭、fe3o4-生物炭、co2-生物炭可以进一步增强染料的吸附效率。

3、生物质灰分(bfa)是由生物质电厂燃烧产生的细颗粒。生物质灰分(bfa)由于其产量的增加和生物毒性，对生态环境造成了严重的破坏。幸运的是，bfa是碱性的，可以使用作为水环境中的吸附剂。然而，原bfa颗粒容易分散在吸附体系中，具有低重复使用性。近年来，生物质灰分作为吸附剂去除污染水中的亚甲基蓝染料。因此，如何将生物质灰分与生物炭综合利用，是提高废物利用以及避免对生态环境造成破坏的亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中生物质灰分提高生物炭吸附性能的问题，而提出的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法。

2、为了解决现有技术存在的生物质灰分提高生物炭吸附性能的问题，本发明采用了如下技术方案：

3、一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，包括以下步骤:

4、步骤一：原料收集：

5、收集小麦秸秆为原材料，在300-420k温度下洗涤，后干燥20-27h，粉碎机粉碎后过筛，经管式炉热解炭化后得生物炭；

6、收集生物质灰分在在300-420k温度下干燥至少24h，备用；

7、步骤二，改性：

8、将步骤一中所得生物炭与不同质量比的生物质灰分混合进行多组球磨实验，每组混合料研磨时间至少24h，后对每组所得样品的吸附性能进行分析，得到最佳提高生物炭吸附性能的混合质量比。

9、优选的，在步骤一中，小麦秸秆在，在353k下洗涤、干燥24h，粉碎机粉碎过50目筛；

10、在步骤一中，生物质灰分在在353k温度下干燥24h备用。

11、优选的，在步骤一中，小麦秸秆在管式炉热解过程中，以100ml/min的速率通入氮气，维持无氧环境，在773k下保持60min。在反应器中自然冷却后，收集热解生物炭样品并标记为生物炭。

12、优选的，在步骤二中，生物炭和生物质灰分分别按照质量比分别为1：9、3：7、5：5、7：3和9：1混合，形成五组球磨实验。

13、优选的，在步骤二的球磨过程中，每组生物炭与生物质灰分的混料均加入玛瑙球，并一起置于100ml容量的玛瑙球磨罐中进行球磨，时间为24h-28h.

14、优选的，在球磨过程中，正方向和相反方向球磨各5min，且正反方向之间间隔5min。

15、优选的，球磨速度为300rpm，球磨中，玛瑙球与生物炭混料的质量比保持在100：1；

16、对生物炭进行单独球磨，完成后，将生物炭球磨样品、生物炭与生物质灰分混合的球磨样品分别命名为bm-biochar和bfa-biochar，并将生物炭与生物质灰分混合的吸附性能与原生物炭吸附性能进行比较判定。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、(1)本发明通过将生物质灰分与生物炭混合以及性能分析，可以明显的得知bfa-biochar可作为一种从水溶液中去除亚甲基蓝染料的助速吸附剂；此外，利用秸秆原料和生物质灰分通过简便易环保的球磨法生产吸附剂，有助于可持续和可回收的废物管理，且改良后的生物质灰分吸附效率大大提升。此外，本研究中使用的秸秆和生物质灰分是丰富且廉价的废料，表明bfa-biochar的价格较低，具有较大的应用前景。

19、(2)本发明采用生物质灰分用于对生物炭的改性，提高了其吸附能力，另本发明采用球磨法进行生物炭改性方式，是一种方便、高效、环保的方法。

20、(3)本发明通过球磨进行生物炭物理改性，球磨反应改善了原始生物炭的孔隙结构、比表面积和表面官能团，操作便捷，提高了其结构性能。

技术特征：

1.一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于，包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

3.根据权利要求1或2所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

4.根据权利要求1所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

5.根据权利要求1所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

6.根据权利要求5所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

7.根据权利要求5或6所述的一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，其特征在于:

技术总结
本发明公开了一种混合生物质灰分球磨改性提高生物炭吸附性能的方法，包括以下步骤:原料收集：收集小麦秸秆为原材料，在300‑420K温度下洗涤，后干燥20‑27h，粉碎机粉碎后过筛，经管式炉热解炭化后得生物炭；收集生物质灰分在在300‑420K温度下干燥至少24h，备用；步骤二，改性：将步骤一中所得生物炭与不同质量比的生物质灰分混合进行多组球磨实验，每组混合料研磨时间至少24h，后对每组所得样品的吸附性能进行分析，得到最佳提高生物炭吸附性能的混合质量比。本发明改良后的生物质灰分吸附效率大大提升。此外，本发明中使用的秸秆和生物质灰分是丰富且廉价的废料，表明BFA‑Biochar的价格较低，具有较大的应用前景。

技术研发人员：李晖,李怀燕,高佳乐,方妍,张海婷,孙克非,张云华
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16