【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及活性炭材料制备领域，尤其涉及一种生物质基活性炭材料。
技术介绍
1、活性炭因具有比表面积较大、孔径可调控、表面疏水性好、廉价易得等优点，被广泛应用于烟气二氧化碳等气体的分离。而目前，为了提高活性炭孔结构和co2吸附性能，在活性炭制备过程中使用大量的koh或k2co3等工业活化剂。大量长时间使用该类活化剂不仅会导致设备腐蚀和严重的环境污染，同时增加活性炭制备成本。同时文献调研发现，n原子具有与碳原子相似的结构特性，当采用n掺杂使n原子取代碳材料中的某些碳原子时，不仅能调节活性炭吸附剂的孔结构性能，而且还可以调节材料的表面性能，从而改善活性炭材料表面酸碱度，为活性炭吸附剂吸附co2提供大量的活性位点。
2、另外，在焦炉煤气脱硫过程中产生的脱硫废液是一种含有多种有毒物质的混合污染物，其主要含有硫代硫酸铵、硫氰酸铵、硫酸铵、亚硫酸铵、对苯二酚和悬浮硫等成分，无法直接用生化的方法加以处理，更不能直接排放。所以如何有效处理焦化脱硫废液是焦化企业亟待解决的难题。
3、如申请号为cn202111178587.1的中国专利，一种生物质基活性炭材料，包括如下重量份数的原料组成：牡丹仔粕1份；杉树皮1-2份。该专利技术以富含牡丹仔油的牡丹仔粕为原料制备生物质基活性炭材料能够提高牡丹籽粕的利用价值。该专利技术使用脱硫废液为活化剂既能较好的解决脱硫废液难处理的问题，又能降低工业活化剂用量，降低活性炭材料制备成本。该专利技术使用牡丹仔粕为原料，可充分利用牡丹仔粕内的剩余牡丹仔油，在碳化活化过程中对所得生物质基活性炭材料
4、上述方案虽然能一定程度解决脱硫废液难处理的问题，但脱硫废液质量不稳定，容易导致生物质基活性炭材料质量不稳定。
技术实现思路
1、本申请实施例通过提供一种生物质基活性炭材料，解决了现有技术中脱硫废液质量不稳定导致的生物质基活性炭材料质量不稳定的问题，制备出具有稳定质量的生物质基活性炭材料，进一步优化生物质基活性炭材料的孔隙结构，提高吸附性能。
2、本申请实施例提供了一种生物质基活性炭材料，按重量份计，包括如下组分：牡丹仔粕1份；杉树皮1-2份；
3、所述生物质基活性炭材料的制备方法，具体包括如下步骤：
4、步骤s1.将牡丹仔粕和杉树皮分别在120℃下干燥，粉碎至300-500目，然后混合，得混合原料a；
5、步骤s2.将混合原料a放入蒸发器，将脱硫废液逐渐加入至混合原料a中，边加入边搅拌，同时开启蒸发器，进行低温蒸发，通过实时监测系统监测混合物中的硫酸盐含量，当硫酸盐含量达到预设标准时停止加入脱硫废液和蒸发操作，得高硫酸盐含量的混合原料a；
6、步骤s3.将高硫酸盐含量的混合原料a在超声频率为25-40khz的条件下超声浸渍2-6h，后在100-150℃下干燥；然后在温度为500-700℃和炭化活化升温速率为5-8℃/min的条件下进行2-4h的炭化活化，炭化活化在隔绝空气的条件下进行，得到混合碳材料b；
7、步骤s4.将得到的混合碳材料b和氨基钠按照质量比1:1-2进行混合，然后在温度为450-550℃和活化升温速率为5-8℃/min的条件下隔绝空气活化1.5-3h，即得生物质基活性炭材料。
8、进一步的，步骤s2中混合原料a与脱硫废液固液比例为1g/5-20ml，加热温度为50℃，搅拌速度为300-500rpm；硫酸根离子不少于4mol/l。
9、进一步的，生物质基活性炭材料的微孔体积为0.6-1.44cm/g。
10、进一步的，步骤s4中混合碳材料b中还有部分含有水分。
11、进一步的，含水混合碳材料b与不含水的混合碳材料b的质量比为1:1-3；含水混合碳材料b水分的含量为5％-10％。
12、进一步的，步骤4混合碳材料b与氨基钠混合之前，进行浸水处理，形成混合碳材料c。
13、进一步的，所述浸水处理，具体为，将混合碳材料b置于浸水装置中1-2小时，使其充分吸水；将浸水后的混合碳材料b置于低温挥发设备中，控制温度为40-60℃，使部分水分挥发，孔隙内保留一部分水，使混合碳材料b水分的含量为5％-10％；
14、将保留水分的混合物b进行机械搅拌，转速为200-300rpm，搅拌时间为10-15min，形成混合碳材料c。
15、进一步的，将混合碳材料c与氨基钠按照质量比1:1-2进行混合，并升温至105-110℃，保持温度稳定1h，即得生物质基活性炭材料。
16、进一步的，混合碳材料c还进行含水量的控制。
17、进一步的，将混合材料b置于清水中充分浸泡，同时搅拌加速硫酸和硫酸盐的溶解，使用过滤器滤除水分；
18、将滤除水分后的混合材料b置于50℃的烘箱中进行烘干，每10分钟取样一次，并进行称重，记录失水过程的重量数据；
19、将初次烘干后的混合物再次加水浸泡，使用过滤器滤除水分，根据记录的失水过程的重量数据，在50℃的烘箱中设定烘干时间，以控制孔隙内的剩余含水量；
20、将烘干并控制含水量的混合碳材料b与氨基钠按质量比1:1-2混合均匀，得到控制含水量的混合碳材料c。
21、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22、其一、通过低温蒸发的方式，向混合原料a中逐渐加入脱硫废液，并低温加热蒸发，可以有效提高混合物a中硫酸盐的含量，通过预设标准的设定，使其达到一个相对稳定的标准含量，这解决了脱硫废液中硫酸根离子含量不稳定的问题，从而保证了后续碳化物质量的稳定性；经检测，二氧化碳吸附量从3.24mmol/g提升至3.30mmol/g，经10次吸附/脱附循环后，生物质基复合活性炭的吸附量仍能达到3.297mmol/g，吸附量仅下降0.06％；通过使用低温蒸发的方式，解决了脱硫废液质量不稳定导致的碳化物质量不稳定问题，低温蒸发通过加热使水分蒸发，硫酸盐等溶质留在混合物中，实现硫酸盐含量的增加，低温蒸发的方式提高了混合物中的硫酸盐含量，从而制备出具有稳定质量的生物质基活性炭材料；该材料具有优异的孔隙结构和吸附性能，特别适用于二氧化碳的捕集和分离；
23、其二、通过使混合碳材料b孔隙内含有部分水分，含水混合碳材料b在升温过程中，水分形成水蒸气，氨基钠与水蒸气反应，达到扩大孔径和氢氧化钠刻蚀表面的作用，反应过程中释放的气体和热量能够进一步打开和扩大碳材料的孔隙结构，形成更多的微孔和中孔，从而增强活性炭材料的通透性和吸附容量；
24、其三、混合碳材料b浸水后充分吸水，然后通过低温挥发，使孔隙内保留适当水分，通过机械搅拌，使保留有适当水分的混合碳材料b混合均匀，水分能够稳定地保留在孔隙内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物质基活性炭材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：牡丹仔粕1份；杉树皮1-2份；
2.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤S2中混合原料A与脱硫废液固液比例为1g/5-20mL，加热温度为50℃，搅拌速度为300-500rpm；硫酸根离子不少于4mol/L。
3.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，生物质基活性炭材料的微孔体积为0.6-1.44cm/g。
4.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤S4中混合碳材料B中还有部分含有水分。
5.如权利要求3所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，含水混合碳材料B与不含水的混合碳材料B的质量比为1:1-3；含水混合碳材料B水分的含量为5％-10％。
6.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤4混合碳材料B与氨基钠混合之前，进行浸水处理，形成混合碳材料C。
7.如权利要求6所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，所述浸水处理，具体为，将混合碳材料B置于浸水装置中1-2小时，使其充分吸水；将浸水
8.如权利要求6所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，将混合碳材料C与氨基钠按照质量比1:1-2进行混合，并升温至105-110℃，保持温度稳定1h，即得生物质基活性炭材料。
9.如权利要求6所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，混合碳材料C还进行含水量的控制。
10.如权利要求9所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，将混合材料B置于清水中充分浸泡，同时搅拌加速硫酸和硫酸盐的溶解，使用过滤器滤除水分；
...【技术特征摘要】
1.一种生物质基活性炭材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：牡丹仔粕1份；杉树皮1-2份；
2.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤s2中混合原料a与脱硫废液固液比例为1g/5-20ml，加热温度为50℃，搅拌速度为300-500rpm；硫酸根离子不少于4mol/l。
3.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，生物质基活性炭材料的微孔体积为0.6-1.44cm/g。
4.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤s4中混合碳材料b中还有部分含有水分。
5.如权利要求3所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，含水混合碳材料b与不含水的混合碳材料b的质量比为1:1-3；含水混合碳材料b水分的含量为5％-10％。
6.如权利要求1所述的生物质基活性炭材料，其特征在于，步骤4混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏源，
申请(专利权)人：海南中顺国际木材产业园有限公司，
类型：发明
国别省市：
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