一种荷叶生物质炭的制备方法及其应用

专利2026-07-21  14


本发明属于碳材料的制备及环境治理,具体涉及一种荷叶生物质炭的制备方法及其应用。


背景技术:

1、电镀废水中含有重金属铬离子,虽然cr3+是人体所需的微量元素,但是一旦摄入过量,会导致呼吸道损害,诱发癌症,严重的甚至导致死亡。并且,三价铬离子在自然界中可转变为毒性更大的六价铬。因此,cr3+的处理是目前电镀行业亟需解决的问题。

2、目前,去除电镀废水中重金属铬离子的常用方法为化学沉淀法,虽然一定程度上可以有效地除去电镀废液中的cr3+,但工艺比较复杂,需要调ph、加沉淀剂等操作,耗时比较长,还需要采用大量化学试剂,成本高,能耗大。相比之下,利用生物质炭的吸附作用除去cr3+,则更为经济高效。但采用现有的生物质炭(市售活性炭)去除电镀废水中重金属铬离子时,存在去除效果不佳的问题。

3、自然界中荷花的根茎具有净化水体中重金属离子的作用,而荷叶是一种利用率较低的农产品,其常被当成废物丢掉,不仅污染水体也造成资源浪费。基于此,本发明人以池塘中干枯的荷叶为原材料,采用特殊工艺制备生物质炭,发现其对电镀废水中的cr3+具有很好的吸附效果。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述背景技术的不足,提供一种荷叶生物质炭的制备方法,该方法原料简单且来源广泛,工艺简单,制备的荷叶生物质炭对电镀废水中的铬离子具有很好的吸附效果。

2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

3、一种荷叶生物质炭的制备方法,包括如下步骤:

4、(1)将荷叶用去离子水清洗后破碎成小块,然后干燥至恒重,得到荷叶块;

5、(2)将荷叶块用锡纸包裹后置于马弗炉中,升温至400-700℃,保温煅烧1-2h,冷却至室温后取出,将得到的产物研磨后过筛,得到荷叶生物质炭。

6、进一步,步骤(1)中,所述干燥温度为100℃。

7、进一步,步骤(2)中,所述升温速率为5℃/min。

8、进一步,步骤(2)中,所述煅烧的温度为600℃,时间为2h。

9、进一步,步骤(2)中,所述过筛为过40目筛。

10、上述方法制备得到的荷叶生物质炭用于去除电镀废水中铬离子的应用。

11、应用方法:将荷叶生物质炭以0.2g/l的添加量加入到电镀废水中,在45℃下搅拌混合60min,然后固液分离,得到去除了铬离子的电镀废水。

12、本发明的有益效果:

13、1)本发明提供了一种荷叶生物质炭的制备方法,该方法以荷叶为原材料,其来源广泛,成本低廉,并且制备工艺简单,制备的荷叶生物质炭具有很高的比表面积和丰富的孔隙结构,荷叶生物质炭的表面还生成有大量羧基和羟基,可利用羧基和羟基氧上的孤对电子与电镀废水中的cr3+进行配位,实现化学吸附。

14、2)本发明的荷叶生物质炭特别适合应用于去除电镀废水中的铬离子,去除效率高(在1h的吸附实验中,cr3+的去除率达到98%,并且随着吸附时间的增长并未发现明显的cr3+脱附现象),稳定性好。



技术特征:

1.一种荷叶生物质炭的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述荷叶生物质炭的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述干燥温度为100℃。

3.如权利要求1所述荷叶生物质炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述升温速率为5℃/min。

4.如权利要求1所述荷叶生物质炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述煅烧的温度为600℃,时间为2h。

5.如权利要求1或2或3或4所述荷叶生物质炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述过筛为过40目筛。

6.权利要求1至5任一项所述方法制备得到的荷叶生物质炭用于去除电镀废水中铬离子的应用。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,将荷叶生物质炭以0.2g/l的添加量加入到电镀废水中,在45℃下搅拌混合60min,然后固液分离,得到去除了铬离子的电镀废水。


技术总结
本发明公开了一种荷叶生物质炭的制备方法,将荷叶用去离子水清洗后破碎成小块,然后干燥至恒重,得到荷叶块,将其用锡纸包裹后置于马弗炉中,升温至400‑700℃,保温煅烧1‑2h,冷却至室温后取出,将得到的产物研磨后过筛,即得。与现有技术相比,该方法以荷叶为原材料,其来源广泛,成本低廉,并且制备工艺简单,制备的荷叶生物质炭具有很高的比表面积和丰富的孔隙结构,荷叶生物质炭的表面还生成有大量羧基和羟基,可利用羧基和羟基氧上的孤对电子与电镀废水中的Cr<supgt;3+</supgt;进行配位,实现化学吸附。本发明的荷叶生物质炭特别适合应用于去除电镀废水中的铬离子,去除效率高,稳定性好。

技术研发人员:沈骏宇,张昀轩,王睿涵,李裕玺
受保护的技术使用者:常熟理工学院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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