抗生素是由生物包括動物、植物、微生物在生命過程中產(chǎn)生的或者由其他的合成方法合成獲得的物質(zhì)。使用低濃度的抗生素可以抑制微生物的生長或者殺死微生物。抗生素在預(yù)防和治療由傳染性細菌引起的疾病中起著非常重要的角色?？股噩F(xiàn)在已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奈锲?，廣泛地用于醫(yī)藥業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)?？股乇蝗祟惔罅康纳a(chǎn)和使用，必然有大量的抗生素被遺留在環(huán)境中。隨著生物的富集作用，抗生素必定會對生物圈中的生物產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)殘留在環(huán)境中的抗生素不僅會誘導(dǎo)耐藥細菌的產(chǎn)生還會對生物的生長發(fā)育造成影響。比如其中四環(huán)素的大量使用已經(jīng)對我國水環(huán)境造成了污染。四環(huán)素屬于自然界中難降解的有機物，在環(huán)境中長時間的殘留會誘導(dǎo)基因變異，產(chǎn)生抗性微生物和抗性基因。高級氧化技術(shù)中的過硫酸鹽(pds)在催化劑的活化作用下能夠產(chǎn)生強氧化性的活性物質(zhì)，能夠高效迅速的降解水中殘留的四環(huán)素。在過硫酸鹽技術(shù)中催化劑的選擇成為關(guān)鍵。生物炭來源廣泛、比表面大、表面官能團含量豐富，是非金屬基催化劑的最優(yōu)選擇。相關(guān)研究認為生物炭中c＝o(羰基氧)與c-o(羥基氧)含量的比值可以作為過硫酸鹽催化活性的一個判斷指標(biāo)，現(xiàn)有直接使用生物炭作為催化活化劑效果并不是很好。

背景技術(shù)：

1、本發(fā)明涉及一種氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法及應(yīng)用，屬于生物炭制備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對四環(huán)素的污染現(xiàn)狀，本發(fā)明提出“以廢治廢”的環(huán)保理念，為吸附和降解四環(huán)素提供新方法。

2、本發(fā)明提供一種氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法及應(yīng)用，以纖維素晶體為原料，制備生物炭，生物炭使用氫氧化鈉溶液浸漬后，在二氧化碳氣氛中高溫改性制備改性生物炭，改性生物炭在吸附和降解四環(huán)素中進行應(yīng)用，改性生物炭活化過硫酸鹽去除水中的四環(huán)素，并探究最佳的過硫酸鹽投加量和最適ph值。

3、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

4、一種氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法，具體步驟如下：

5、(1)將纖維素晶體粉末在氮氣氣氛下進行熱裂解，得到生物炭，研磨后過200目網(wǎng)篩，即得生物炭粉密封備用；

6、(2)將生物炭粉浸漬于氫氧化鈉溶液中一段時間后過濾風(fēng)干；

7、(3)將風(fēng)干后的生物炭粉在高溫下通入co2獲得改性生物炭。

8、步驟(1)熱裂解溫度為450℃-550℃，時間為2h-3h，升溫速率為8℃/min-12℃/min；氮氣流速為120ml/min-160ml/min。

9、步驟(2)氫氧化鈉溶液濃度為1mol/l-2mol/l。

10、步驟(3)高溫下通入co2的溫度為800-950℃，時間為50-70min，通入co2的流量為120ml/min-160ml/min。

11、本發(fā)明還提供所述制備方法制備得到的改性生物炭在吸附和降解四環(huán)素中的應(yīng)用，吸附四環(huán)素時，改性生物炭直接使用；降解四環(huán)素時，與過硫酸鈉聯(lián)用，改性生物炭與過硫酸鈉的質(zhì)量比為100:10-150，反應(yīng)ph值為3-11。

12、本發(fā)明的有益效果：

13、本發(fā)明生物炭通過氫氧化鈉與二氧化碳的共改性，能夠有效地提升生物炭的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，增強其吸附性能、催化性能及水處理能力等，有助于提高生物炭在環(huán)境治理中的應(yīng)用效果。

14、本發(fā)明采用氫氧化鈉和二氧化碳進行共改性反應(yīng)更為環(huán)保，避免了傳統(tǒng)改性方法中可能使用的有毒化學(xué)試劑，符合綠色化學(xué)的理念，減少了對環(huán)境的負面影響。

15、本發(fā)明改性后的生物炭具有良好的吸附性能和較高的比表面積，能夠廣泛應(yīng)用于水處理、土壤改良、廢物處理等領(lǐng)域，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了更加高效的材料支持。

16、本發(fā)明中的生物炭原料可以采用農(nóng)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，助力資源的高效利用和廢棄物的減量化。

17、本發(fā)明的氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的方法在環(huán)保性、經(jīng)濟性和應(yīng)用效果方面具有顯著優(yōu)勢，能夠推動相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進步并促進可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟(1)熱裂解溫度為450℃-550℃，時間為2h-3h，升溫速率為8℃/min-12℃/min；氮氣流速為120ml/min-160ml/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟(2)氫氧化鈉溶液濃度為1mol/l-2mol/l，浸漬時間為24小時以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氫氧化鈉-二氧化碳共改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟(3)高溫下通入co2的溫度為800-950℃，時間為50-70min，通入co2的流量為120ml/min-160ml/min。

5.權(quán)利要求1所述制備方法制備得到的改性生物炭在吸附和降解四環(huán)素中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述應(yīng)用，改性生物炭吸附四環(huán)素時，直接使用；改性生物炭降解四環(huán)素時，與過硫酸鈉聯(lián)用，改性生物炭與過硫酸鈉的質(zhì)量比為100:10-150，降解反應(yīng)ph值為3-11。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種氫氧化鈉?二氧化碳共改性生物炭的制備方法及應(yīng)用，以纖維素晶體為原料制備生物炭，生物炭使用氫氧化鈉浸漬后，在二氧化碳氣氛中高溫保溫制備改性生物炭，改性生物炭在吸附和降解四環(huán)素中進行應(yīng)用，吸附四環(huán)素時，改性生物炭直接使用，降解四環(huán)素時，與過硫酸鈉聯(lián)用；本發(fā)明制備方法簡單，原料來源廣泛，易于推廣使用。

技術(shù)研發(fā)人員：趙子宇,吳美璇,何凌林,陳雯婧,徐俊
受保護的技術(shù)使用者：成都信息工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9