[发明专利]一种水热制备前改性微球功能性秸秆炭的制作方法

摘要

本发明属于环境工程领域的实用技术，提供一种水热酸碱前改性微球状功能性秸秆炭的制作方法，主要采用废旧植物源生物质（以秸秆芯为实施例），酸碱改性剂（0.01mol/L的KOH与H₂SO₄溶液）为原料，利用动物源生物质原材料的主要成分在水热法的高温高压环境中易被酸碱水解改性的特点，对活性炭原材料进行改性，以制取比表面积更高，表面功能性官能团更多的功能性吸附剂，整个前改性过程简单、快捷、绿色、高效，不但可以大幅度减少改性剂的用量，大量减少二次污染物的产生。同时，可以在活化条件不变的情况下大幅度提升活性炭材料的性能，并且大幅度降低同类材料的制备成本。所制得的新型材料无毒无害，便于回收，吸附效率高，符合水处理的工艺及工程需求。

主权项

1.一种水热酸碱前改性微球功能性秸秆炭的制作方法，其特征在于，包括以下几种步骤：步骤1：整理收集的玉米秸秆，将秸秆衣去除，将秸秆芯置于60℃干燥12h；步骤2：将4g±0.01g干燥后的秸秆芯剪碎至1cm左右长短，置于20ml具盖聚四氟乙烯水热釜内衬中；分别加入去离子水10mL，0.01mol/L浓度的KOH溶液10mL，0.01mol/L浓度的H2SO4溶液10mL，将所有水热釜加盖密封，置于200℃的通风干燥箱内加热4h；步骤3：将水热釜依次取出，水浴降温至室温，将三个反应釜中所得的褐色固液混合相物质分别引流至具盖刚玉坩埚中，置于管式炉内在氮气气氛（60cm3/min）下以10℃/min的速度加热至450℃并保持1h后，自然冷却至室温；取出刚玉坩埚，将制得的黑色炭材料以玛瑙研钵研磨呈粉末状；步骤4：将步骤3所得的不同炭粉末分别取2g，与3g无水K2CO3粉末混合于刚玉坩埚中，分别加入9mL去离子水与1mL95%乙醇，分别以玻璃棒将上述混合物在坩埚中搅拌为均一糊状物，置于110℃的通风干燥箱内加热8h；步骤5：将步骤4干燥后的坩埚分别取出，编号，置于管式炉内，在氮气气氛（60cm3/min）下以10℃/min的速度加热至750℃并保持1h，自然冷却至室温后取出刚玉坩埚，将每个坩埚中制得的活化炭材料以玛瑙研钵研磨呈粉末状，交替用0.01mol/L稀盐酸及去离子水将粉末洗至中性，清洗后的粉末置于60℃干燥12h，将清洗后的活化炭材料用玛瑙研钵研磨呈粉末状，取得微球活功能性秸秆炭材料；其中经H2O，KOH，H2SO4处理获得的材料分别称为未前改性微球活功能性秸秆炭，碱前改性微球活功能性秸秆炭，酸前改性微球活功能性秸秆炭材料。