一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法。本發(fā)明以農(nóng)林廢棄物為原料，利用輕稀土元素的催化性能，通過高溫貧氧熱解，制備出高氮、磷吸附性能生物炭。本發(fā)明所使用原料來源廣泛，所采用稀土催化劑成本較低，所制得生物炭對(duì)氮、磷吸附速率快，吸附容量大。NO3-、NH4+、PO43-三者的最大吸附量分別可達(dá)38.44mg/g、15.58mg/g、19.74mg/g。本發(fā)明工藝操作過程簡單、設(shè)備要求低、成本低廉、產(chǎn)品回收率高，應(yīng)用價(jià)值高。
【專利說明】一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)林廢棄物資源化利用和環(huán)境污染治理領(lǐng)域，尤其涉及的是一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年農(nóng)作物秸桿和林業(yè)殘枝鋸末等農(nóng)林廢棄生物質(zhì)產(chǎn)生量超過8.72億噸，如此巨大的資源，采用常規(guī)的處置和利用方式，如:焚燒、堆肥等，不僅資源利用率水平低，同時(shí)還存在潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何科學(xué)合理地處置農(nóng)林廢棄物，使其既能被高效的資源化利用，又能降低潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，已成為關(guān)注的焦點(diǎn)。將農(nóng)林廢棄生物質(zhì)經(jīng)過熱解工藝制備生物炭是目前較為新興的一種廢棄生物質(zhì)資源化利用方式。生物炭疏松多孔、環(huán)境性質(zhì)穩(wěn)定，主要的功能和應(yīng)用領(lǐng)域集中于以下幾個(gè)方面:(1)還田固碳，大氣中的CO2以植物光合作用形成碳基化合物，再經(jīng)過貧氧熱解碳化為生物炭，施入土壤后，實(shí)現(xiàn)CO2以碳單質(zhì)的形式固存于土壤，在一定程度上降低大氣中的CO2，緩解全球溫室效應(yīng)。(2) 土壤改良，生物炭一般具有PH偏堿、容重輕、孔隙度大、持水能力強(qiáng)、陽離子交換量大、吸附能力強(qiáng)、含豐富礦物質(zhì)等特點(diǎn)，施入土壤后能夠提高土壤肥力、改善土壤理化性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增質(zhì)增產(chǎn)。(3)功能吸附劑，因生物炭具有比表面積大、官能團(tuán)豐富、帶負(fù)電且電荷密度高等特點(diǎn)，使其可作為水溶解體系吸附劑用于去除各種具有污染性的無機(jī)離子或有機(jī)物。
[0003]氮、磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要物質(zhì)因素，同時(shí)也是作物從土壤中獲取的必需養(yǎng)分元素。在長期的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于土壤理化性質(zhì)的退化，其氮、磷的固定能力差，導(dǎo)致大量氮、磷的流失，是地表水體氮、磷富集，產(chǎn)生水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。鑒于生物炭具有固碳、土壤改良以及吸附等能力，以農(nóng)林廢棄生物質(zhì)為原料，開發(fā)一種具有良好固定或吸附氮、磷功能的生物炭基材料，對(duì)于開發(fā)農(nóng)林廢棄物的資源化利用新方式、減少溫室氣體排放、改善土壤理化性能以及治理水體富營養(yǎng)化具有重要的意義和作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在農(nóng)林廢棄物利用、溫室氣體減排、土壤質(zhì)量改善以及水體富營養(yǎng)化治理等方面存在的問題，提供了一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法，包括以下步驟:
[0007](I)將收集的農(nóng)林廢棄生物質(zhì)原料經(jīng)自然風(fēng)干后，清理泥沙、塑料非生物質(zhì)雜質(zhì)，粉碎過40目篩；
[0008](2)稱取稀土氯化鹽，溶解于蒸餾水中，配制稀土氯化鹽溶液；
[0009](3)將(I)所述處理后的生物質(zhì)原料和(2)所述稀土氯化鹽溶液混合，攪拌均勻，使生物質(zhì)原料完全浸沒，密封浸潰12h ;然后真空抽濾，置于105°C下烘干，并置于干燥環(huán)境保存；[0010](4)取(3)中的原料置于管式爐中以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，進(jìn)行貧氧熱解；熱解完成后，待熱解體系冷卻至室溫后，得到高氮、磷吸附性能生物炭。
[0011]所述的農(nóng)林廢棄生物質(zhì)原料為農(nóng)作物秸桿和林木廢棄物。
[0012]所述的稀土氯化鹽為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠或氯化釹；其配制的稀土氯化鹽溶液濃度為 0.05-0.15mol/L。
[0013]所述的方法，步驟(3)中，生物質(zhì)原料和稀土氯化鹽溶液的質(zhì)量比為1:10~1:30。
[0014]所述的方法，步驟(4)中，貧氧熱解溫度為400-600°C，熱解時(shí)間為30_120min，升溫速率為5-20°C /min ;氮?dú)饬魉贋?.lm3/h。
[0015]本發(fā)明以農(nóng)林廢棄物為原料，利用輕稀土元素的催化性能，通過高溫貧氧熱解，制備出高氮、磷吸附性能生物炭。本發(fā)明所使用原料來源廣泛，所采用稀土催化劑成本較低，所制得生物炭對(duì)氮、磷吸附速率快，吸附容量大。no3-、nh4\ PO43-三者的最大吸附量分別可達(dá)38.44mg/g、15.58mg/g、19.74mg/g。本發(fā)明工藝操作過程簡單、設(shè)備要求低、成本低廉、產(chǎn)品回收率高，應(yīng)用價(jià)值高。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1稀土氯化鹽催化熱解不同生物質(zhì)原料，制備生物炭對(duì)氮、磷的吸附
`[0018](一)材料
[0019]1、生物質(zhì)原材料:玉米秸桿、菊芋秸桿、橡木鋸末、松木鋸末
[0020]2、稀土氯化鹽催化劑=LaCl3.7H20
[0021](二)方法
[0022]1、將收集的玉米秸桿、菊芋秸桿、橡木鋸末、松木鋸末分揀雜質(zhì)并風(fēng)干后，粉碎過40目篩。
[0023]2、稱取37.15g LaCl3.7H20溶解并定容至1000ml蒸餾水中，配得0.lmol/L的氯化鑭溶液。
[0024]3、稱取30g粉碎后的玉米秸桿、菊芋秸桿、橡木鋸末、松木鋸末作為原料，分別加入300mL，濃度為0.lmol/L的氯化鑭溶液中，攪拌均勻后，浸潰12h。經(jīng)真空抽濾后，置于烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0025]4、稱取25g烘干所得樣品置于管式爐中，以0.1mVh的N2氣作為保護(hù)氣，并以升溫速率10°C /min的條件下，使熱解溫度至400°C后，熱解反應(yīng)60min。
[0026]5、待反應(yīng)完畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。
[0027]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、PO廣-P溶液中添加5所述制得的生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后，用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、NH4+-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0028]7、根據(jù)所測(cè)定結(jié)果，對(duì)比吸附前后溶液濃度變化，得到去除率和吸附量。
[0029](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0030]經(jīng)測(cè)定玉米秸桿、菊芋秸桿、橡木鋸末、松木鋸末四種原料經(jīng)氯化鑭催化熱解制備的生物炭，對(duì)NO3--N的吸附去除率分別為86.8%,84.2%,95.1%、94.7%，相應(yīng)的吸附量分別為:8.68,8.42,9.51,9.47mg/g ;對(duì)順4+4 的吸附去除率分別為 62.9%,60.7%,53.2%,48.7%,相應(yīng)的吸附量分別為6.29、6.07、5.32、4.87mg/g ；對(duì)Ρ043__Ρ吸附去除率分別為75.3%、
79.5%,85.1%、84.8%，相應(yīng)的吸附量分別為 7.53,7.95,8.51,8.48mg/g。
[0031]實(shí)施例2不同輕稀土氯化鹽催化熱解制備的生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0032](一)材料
[0033]1、生物質(zhì)原材料:橡木鋸末
[0034]2、稀土鹽催化劑=LaCl3.7H20, CeCl3.7H20, PrCl3.7H20, NdCl3.6H20
[0035](二)方法
[0036]1、將收集的橡木鋸末分揀非生物質(zhì)的雜質(zhì)后，風(fēng)干，粉碎過40目篩。
[0037]2、分別稱取 37.15g =LaCl3.7Η20，37.26g CeCl3.7Η20，37.34g PrCl3.7Η20、35.87gNdCl3.6Η20，溶解并定容至1000ml蒸餾水中，相應(yīng)配得0.lmol/L的各種稀土氯化鹽溶液。
[0038]3、稱取30g原料，分別加入300mL，濃度為0.lmol/L的氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠和氯化釹溶液中，攪拌均勻，并浸潰12h。物料經(jīng)真空抽濾后，置烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0039]4、稱取25g烘干后的浸潰樣品置于管式爐中，以0.1mVh的N2作為保護(hù)氣，并以升溫速率10°C /min的條件下，使熱解溫度至400°C后，熱解反應(yīng)60min。
[0040]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。
[0041]6、分別向50ml濃度為20ppm的N03—N、NH4+_N、PO43^-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、Νιν-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0042](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0043]經(jīng)測(cè)定經(jīng)LaCl3、CeCl3、PrCl3、NdCl3四種催化劑催化熱解橡木制備的生物炭對(duì)NOf-N的吸附去除率分別為94.8%,96.3%、91.2%,93.5%，相應(yīng)的吸附量分別為9.48,9.63、
9.12,9.35mg/g ;對(duì)NH:_N的吸附去除率為50.6%,48.9%、51.1%、56.5%，相應(yīng)的吸附量分別為 5.06,4.89,5.11,5.65mg/g ^ΡΟ,-Ρ 吸附去除率為 83.5%,85.4%,79.3%,82.8%，相應(yīng)的吸附量分別為 8.35、8.54、7.93、8.28mg/g。
[0044]實(shí)施例3不同濃度稀土氯化鹽劑量催化熱解制備的生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0045](一)材料
[0046]1、生物質(zhì)原材料:橡木鋸末；
[0047]2、稀土鹽催化劑=LaCl3.7H20 ；
[0048](二)方法
[0049]1、將收集的橡木鋸末分揀出非生物質(zhì)的雜質(zhì)后，經(jīng)風(fēng)干，粉碎過40目篩。
[0050]2、分別稱取 18.58g、37.15g 和 55.73g LaCl3.7H20,分別溶解并定容至 1000ml 蒸餾水中，相應(yīng)配得0.05mol/L、0.lmol/L以及0.15mol/L三種高、中、低濃度氯化鑭溶液。
[0051]3、稱取 30g 原料，分別加入到 300mL，濃度為 0.05mol/L、0.lmol/L 以及 0.15mol/L氯化鑭溶液中，攪拌均勻，并浸潰12h。物料經(jīng)真空抽濾后，置烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0052]4、稱取25g烘干后的浸潰樣品置于管式爐中，以0.1mVh的N2作為保護(hù)氣，并以升溫速率10°C /min的條件下，使熱解溫度至400°C后，熱解反應(yīng)60min。
[0053]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。[0054]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、PO43^-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、Νιν-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0055](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0056]經(jīng)測(cè)定，采用浸潰濃度為0.05mol/L、0.lmol/L以及0.15mol/L氯化鑭溶液,進(jìn)行催化橡木鋸末制備的生物炭對(duì)NO3--N的吸附去除率分別為66.5%,94.6%,98.2%，相應(yīng)的吸附量分別為6.65,9.46,9.82mg/g ;對(duì)順4+州的吸附去除率為56.4%,52.1%、24.6%，相應(yīng)的吸附量分別5.64,5.21,2.46mg/g ;對(duì)PO廣-P吸附去除率為63.5%,86.9%,87.3%，相應(yīng)的吸附量分別為 6.35,8.69,8.73mg/g。
[0057]實(shí)例4生物質(zhì)與稀土氯化鹽溶液在不同浸潰固液比條件下，制備生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0058](一)材料
[0059]1、生物質(zhì)原材料:菊芋秸桿
[0060]2、稀土鹽催化劑=NdCl3.6H20
[0061](二)方法
[0062]1、將收集的菊芋秸桿，分揀出非生物質(zhì)的雜質(zhì)后，風(fēng)干，粉碎過40目篩。
[0063]2、稱取71.74g NdCl3.6H20，溶解并定容2000ml蒸餾水中，即得0.lmol/L的氯化釹溶液。
[0064]3、稱取30g粉碎后的菊芋秸桿原料3份，分別加入300ml、600ml和900ml濃度為0.lmol/L氯化釹溶液中，使得生物質(zhì)與稀土鹽溶液的浸潰固液比分別為1:10、1:20和1:30。此后攪拌均勻，并浸潰12h。物料經(jīng)真空抽濾后，置烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0065]4、稱取25g烘干后的浸潰樣品，按批次置于管式爐中，以0.1mVh的N2作為保護(hù)氣，并以升溫速率10°c /min的條件下，使熱解溫度至400°C后，熱解反應(yīng)60min。
[0066]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。
[0067]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、PO廣-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、Νιν-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0068](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0069]經(jīng)測(cè)定，采用原料與0.lmol/L的氯化釹溶液固液比為1:10、1:20以及1:30浸潰處理后的菊芋秸桿進(jìn)行熱解，獲得的生物炭對(duì)N03_-N的吸附去除率分別為81.7%,84.9%、75.8%，相應(yīng)的吸附量分別為8.17,8.49,7.58mg/g ;對(duì)順4+州的吸附去除率為78.4%,70.1%、68.5%，相應(yīng)的吸附量分別為7.84,7.01,6.85mg/g ;對(duì)PO廣-P吸附去除率為83.5%,79.8%、
80.4%，相應(yīng)的吸附量為 8.35,7.98,8.04mg/g。
[0070]實(shí)例5不同熱解溫度下，稀土氯化鹽催化熱解制備的生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0071](一)材料
[0072]1、生物質(zhì)原材料:玉米秸桿
[0073]2、 稀土鹽催化劑=CeCl3.7H20[0074](二)方法
[0075]1、將收集的玉米秸桿，分揀出非生物質(zhì)雜質(zhì)后，風(fēng)干，粉碎過40目篩。
[0076]2、稱取37.26g CeCl3.7H20溶解并定容至1000ml蒸餾水中，配得0.lmol/L的氯化鈰溶液。
[0077]3、稱取30g粉碎后的玉米秸桿作為原料，加入300mL，濃度為0.lmol/L的氯化鈰溶液中，攪拌均勻后，浸潰12h。經(jīng)真空抽濾后，置于烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0078]4、稱取25g烘干后的樣品置于管式爐中，以0.lm3/t^^N2氣作為保護(hù)氣，并以升溫速率10°C /min的條件下，使熱解溫度分別至400°C、450°C、50(rC、55(rC、60(rC后，熱解反應(yīng) 60mino
[0079]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。
[0080]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、PO廣-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、Νιν-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0081](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0082]經(jīng)測(cè)定，采用熱解溫度為400°C、450°C、50(rC、55(rC、60(rC，以氯化鈰為催化劑，對(duì)玉米秸桿進(jìn)行催化熱解后，獲得的生物炭對(duì)N03_-N的吸附去除率分別為80.2%,80.7%、87.5%,96.3%,99.4%,相應(yīng)的吸附量分別為 8.02、8.07、8.75、9.63、9.94mg/g ;對(duì) ΝΗ:_Ν 的吸附去除率為66.4%,60.8%,48.2%,46.6%,45.3%，相應(yīng)的吸附量分別為6.64、6.08、4.82、
4.66,4.53mg/g ;對(duì) PO廣-P 吸附去`除率為 73.5%,75.7%,86.3%,80.8%、81.2%，相應(yīng)的吸附量分別為 7.35,7.57,8.63,8.08,8.12mg/g。
[0083]實(shí)例6不同升溫速率下，稀土氯化鹽催化熱解制備的生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0084](一)材料
[0085]1、生物質(zhì)原材料:松木鋸末
[0086]2、稀土鹽催化劑=PrCl3.7H20
[0087](二)方法
[0088]1、將收集的松木鋸末，分揀出非生物質(zhì)的雜質(zhì)后，風(fēng)干，粉碎過40目篩。
[0089]2、稱取37.34g PrCl3.7H20溶解并定容至1000ml蒸餾水中，配得0.lmol/L的氯化鐠溶液。
[0090]3、稱取30g粉碎后的松木鋸末作為原料，加入300mL，濃度為0.lmol/L的氯化鐠溶液中，攪拌均勻后，浸潰12h。經(jīng)真空抽濾后置于烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0091]4、稱取25g烘干后的樣品置于管式爐中，以0.1mVh的N2作為保護(hù)氣，并分別以升溫速率5°C /min、10°C /minU5°C /min,20°C /min的條件下，使熱解溫至400°C后，熱解反應(yīng)60mino
[0092]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到生物炭。
[0093]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、PO廣-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中N03--N、NH4+-N、P043--P分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。[0094](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0095]經(jīng)測(cè)定，采用升溫速率5°C /min、10°C /min、15°C /min,20°C /min,以氯化鐠為催化劑對(duì)松木鋸末進(jìn)行催化熱解后，獲得的生物炭對(duì)Ν03_-Ν的吸附去除率分別為93.2%,93.7%、87.6%,84.9%，相應(yīng)的吸附量分別為9.32,9.37,8.76,8.49mg/g ;對(duì)順4+4的吸附去除率為
63.4%,65.8%,66.3%,73.7%，相應(yīng)的吸附量分別為 6.34,6.58,6.63,7.37mg/g ;對(duì) PO廣-P 吸附去除率為 84.5%,83.8%,84.2%,80.1%，相應(yīng)的吸附量分別為 8.45,8.38,8.42,8.01mg/g。
[0096]實(shí)例7不同熱解時(shí)間下，稀土氯化鹽催化熱解制備的生物炭對(duì)氮、磷的吸附
[0097](一)材料
[0098]1、生物質(zhì)原材料:松木鋸末
[0099]2、稀土鹽催化劑=NdCl3.6H20
[0100](二)方法
[0101]1、將收集的松木鋸末，分揀出非生物質(zhì)的雜質(zhì)后，風(fēng)干，粉碎過40目篩
[0102]2、稱取35.87g NdCl3.6H20溶解并定容至IOOOml蒸餾水中，配得0.lmol/L的氯化釹溶液
[0103]3、稱取30g粉碎后的松木鋸末作為原料，加入300mL，濃度為0.lmol/L的氯化釹溶液中，攪拌均勻后，浸潰12h。經(jīng)真空抽濾后置于烘箱內(nèi)，105°C下烘干。
[0104]4、稱取25g烘干后的樣品置于管式爐中，以0.1mVh的N2作為保護(hù)氣，并以升溫速率為10°C /min的條件下,使熱解溫至400°C后,分別熱解反應(yīng)30min、60min、90min、120min。
[0105]5、待反應(yīng)畢，自然冷卻至室溫，得到剩余固體為生物炭。
[0106]6、分別向50ml濃度為20ppm的NOf-N、NH4+_N、POj-P溶液中添加生物炭0.lg。在25°C恒溫?fù)u床上，以100轉(zhuǎn)/min振蕩2h后,取樣通過0.45 μ m的濾膜過濾后,用于測(cè)定它們的濃度，其中NCV-N、Νιν-N、Ρ0/—-Ρ分別采用離子色譜儀法、納氏試劑分光光度法和鑰銻抗分光光度法測(cè)定。
[0107](三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0108]經(jīng)測(cè)定，采用熱解反應(yīng)30min、60min、90min、120min,以氯化釹為催化劑對(duì)松木鋸末進(jìn)行催化熱解后，獲得的生物炭對(duì)Ν03_-Ν的吸附去除率分別為93.5%,95.2%,95.7%、98.2%，相應(yīng)的吸附量分別為9.35,9.52,9.57,9.82mg/g ;對(duì)NH:-N的吸附去除率為65.9%、
64.8%,62.1%、58.9%，相應(yīng)的吸附量為 6.59,6.48,6.21,5.89mg/g ;對(duì) PO廣-P 吸附去除率為85.3%,87.3%,90.8%,86.2%，相應(yīng)的吸附量分別為 8.53,8.73,9.08,8.62mg/g。
[0109]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種制備高氮、磷吸附性能生物炭的方法，其特征是，包括以下步驟: (I)將收集的農(nóng)林廢棄生物質(zhì)原料經(jīng)自然風(fēng)干后，清理泥沙、塑料非生物質(zhì)雜質(zhì)，粉碎過40目篩； (2 )稱取稀土氯化鹽，溶解于蒸餾水中，配制稀土氯化鹽溶液； (3)將(I)所述處理后的生物質(zhì)原料和(2)所述稀土氯化鹽溶液混合，攪拌均勻，使生物質(zhì)原料完全浸沒，密封浸潰12h ;然后真空抽濾，置于105°C下烘干，并置于干燥環(huán)境保存； (4)取(3)中的原料置于管式爐中以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，進(jìn)行貧氧熱解；熱解完成后，待熱解體系冷卻至室溫后，得到高氮、磷吸附性能生物炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述農(nóng)林廢棄生物質(zhì)原料為農(nóng)作物秸桿和林木廢棄物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，稀土氯化鹽為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠或氯化釹；其配制的稀土氯化鹽溶液濃度為0.05-0.15mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(3)中，生物質(zhì)原料和稀土氯化鹽溶液的固液比為1:10?1:30g/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(4)中，貧氧熱解溫度為400-600°C，熱解時(shí)間為30-120min，升溫速率為5_20°C /min ;氮?dú)饬魉贋?.lm3/h。
【文檔編號(hào)】B01J20/20GK103611497SQ201310664733
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】沈飛, 王章鴻, 楊剛, 張延宗, 曾詠梅, 鄧仕槐, 伍鈞, 王莉淋, 肖鴻, 彭宏, 張小洪, 藺麗麗, 李遠(yuǎn)偉 申請(qǐng)人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)