[发明专利]一种改性稻草秸秆生物炭的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性稻草秸秆生物炭的制备方法及其应用，属于生物环保技术领域，包括下述步骤:1)原材料的准备:收集发电厂粉煤灰和农田稻草秸秆并分别烘干，稻草秸秆粉碎；2)将步骤1)所得的粉煤灰，与氢氧化钠混合后焙烧，即得碱熔粉煤灰；3)将步骤2)得到的碱熔粉煤灰，加入到步骤1)得到的稻草秸秆中，再加入去离子水，摇匀、振荡、烘干、粉碎，得到稻草秸秆与碱熔粉煤灰混合物；4)将步骤3)得到的稻草秸秆与碱熔粉煤灰混合物，热解、粉碎，即得改性稻草秸秆生物炭；本发明的制备原料为工农业废弃物，廉价易得，制备方法简单，制作成本低廉，其对污染物的去除率高，吸附量大，对环境无二次污染，有助于环境污染的管控和治理。

技术领域

本发明涉及一种改性生物炭的制备方法，更具体地说，尤其涉及一种改性稻草秸秆生物炭的制备方法。本发明同时涉及该改性生物炭的应用。

背景技术

印染废水的排放量很大，据欧洲统计，织物和排放废水的重量比是1:150～1:200，我国约为1:200～1:400。我国纺织工业废水为全国工业废水排放量的第六位，其中80％属印染废水。印染废水的处理方法很多，主要有吸附、氧化、膜分离、絮凝、生物降解等。吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位。活性炭是目前最有效的吸附剂之一，但由于它再生比较困难，处理成本较高，应用面窄。因此寻找一种经济有效的吸附剂成为了当前技术发展的关键。

据联合国环境规划署报道，世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿t，我国农作物秸秆年产量为7亿t左右，列世界之首，折合标准煤量3.53亿t，占全世界秸秆总量的 30％左右。我国每年农作物秸秆资源量约占生物质资源量的近一半。农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响，我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧，没有得到合理开发利用。据调查，目前我国秸秆利用率约为33％，其中大部分未加处理，经过技术处理后利用的仅约占2.6％。因此，综合利用农作物秸秆资源对于节约资源、保护环境、增加农民收入、促进农业的可持续发展都具有重要的现实意义。秸秆炭化技术已为我国秸秆综合利用难题的解决，提供了一条环境友好、科技含量高，且极具市场化前景的好办法。

生物炭作为一种新型的环保修复材料，具有比表面积大、孔隙度高、富含表面官能团和较强的离子交换能力，在去除水中污染物有较强的应用潜力。然而传统生物炭吸附效率低下，并且生物炭密度轻、颗粒小，吸附后固液分离难，容易造成二次污染，而且也不利于生物炭的再生和重复利用。研究表明，一般复合材料对污染物的吸附效果优于单一材料。因此，目前已经有部分学者关注生物炭与其他材料的组合使用，利用物理、化学方法将生物炭与其他材料组合制备成具有新性能、新结构的材料，其综合性能优于原组成材料，可满足各种不同的要求。生物炭复合材料的制备通常是在生物质原材料中添加其他材料(磁性材料、纳米材料、无机盐等)，再通过高温热解制备成复合材料。生物炭制备成复合材料之后比表面积和孔径增大，表面官能团增加对污染物的去除能力显著提高，且吸附后易于固液分离。但这些复合材料往往价格昂贵，颗粒太小容易团聚，并具有一定的毒性，会降低环境微生物的种类和数量，这些缺点限制了这些复合材料的推广应用。目前，生物炭及其复合材料主要被用于吸附环境中无机污染物(如重金属、氟等)和有机污染物(如染料、石油烃、农药、抗生素等)，研究其吸附效果及作用机理。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性稻草秸秆生物炭的制备方法及其应用。本发明的制备原料为工农业废弃物，廉价易得，制备方法简单，制作成本低廉，其对污染物的去除率高，吸附量大，对环境无二次污染，有助于对环境污染进行管控和治理。

本发明的技术方案是这样实现的:一种改性稻草秸秆生物炭的制备方法，包括如下步骤:

1)原材料的准备:收集粉煤灰和稻草秸秆，粉煤灰烘干；稻草秸秆烘干、粉碎；

2)碱熔粉煤灰的制备:将步骤1)所得的粉煤灰与氢氧化钠混合后焙烧，即得碱熔粉煤灰；