废弃生物质水热炭化及功能炭材料制备研究
项目来源
国（略）研（略）(（略）D（略）
项目主持人
单（略）
项目受资助机构
浙（略）学（略）
项目编号
2（略）D（略）0（略）
立项年度
2（略）
立项时间
未（略）
研究期限
未（略） （略）
项目级别
国（略）
受资助金额
3（略）0（略）
学科
环（略）技（略）、（略）学（略）域
学科代码
未（略）
基金类别
政（略）际（略）新（略）项
关键词
废（略）质（略）水（略） （略）能（略） （略）壤（略）;（略）修（略） （略）t（略）i（略）s（略） （略）r（略）e（略）l（略）r（略）i（略）i（略）;（略）n（略）o（略） （略）b（略）m（略）r（略）s（略）s（略） （略）a（略）;（略）t（略）r（略）i（略）
参与者
杨（略）李（略）立（略）希（略）
参与机构
浙（略）业（略）究（略）江（略）业（略）限（略）德（略）克（略）学（略）
项目标书摘要：水热（略）物质利用及功能炭材（略）制品具有较好的化学（略）性、导热导电性及传（略）金属和有机农药吸附（略）新技术领域具有较大（略）最早开发生物质水热（略）水热炭化技术居世界（略）建立长期合作的吕贝（略）工业大学展开合作，（略）化、吸附和催化机制（略）论与先进工艺，以及（略）面的先进技术，突破（略）方面的技术瓶颈。 （略）了废弃竹子粉和各类（略）物质的水热炭化设备（略）、水热炭结构表征，（略）污水处理方面的应用（略）波水热炭化、预增压（略）炭，采用物理化学吸（略）衍射、元素分析、红（略）物表面结构进行表征（略）联，为水热炭化机制（略）优化炭化温度、原料（略）件。研究了畜禽粪便（略）技术、稻秆、麦秆、（略）技术、竹加工废弃物（略）了系列生物炭；进行（略）究与应用、毛竹林地（略）染水体生物炭修复技（略）研究结果。 通过国（略）质水热炭化研究方法（略）炭化技术；开发出了（略）境修复的功能性生物（略）知识产权的水热炭化（略）5年中国产学研合作（略）国家发明专利2件、（略），申请国家发明专利（略）件；发表研究论文2（略）收录17篇，出版专（略）名，硕士研究生16（略）人；新获得认定“浙（略）用与生态处理技术重（略）略）2011协同创（略）化制造协同创新中心（略）利用技术国际科技合（略）
Applicati（略）: Hydroth（略）nization （略）utilizati（略）f biomass（略）and an ad（略）arative t（略）or functi（略） material（略）r product（略）gh chemic（略）mal stabi（略）adsorptiv（略）s, heat a（略）al conduc（略） mass tra（略）rmance, h（略）tential a（略） as soil （略）s, adsorb（略）avy metal（略）ic pestic（略）y storage（略）catalysts（略） Through （略）al cooper（略）othermal （略）on techno（略）boo sawdu（略）raws, ani（略）and other（略）ass, hydr（略）rbonizati（略）es, chara（略） methods （略） and bamb（略）arbon seq（略）technolog（略）en develo（略）ations of（略）s soil co（略）and waste（略）tment age（略）en explor（略）s of bioc（略）een produ（略） hydrothe（略）ization m（略）owave ass（略）thermal c（略）n method,（略）essurized（略）al carbon（略）hod. Surf（略）d porosim（略）er, scann（略）n microsc（略）X-Ray Dif（略）RD), elem（略）sis and F（略）sform Inf（略）roscopy (（略）used to a（略）physic-ch（略）erties of（略）rs, the r（略） between （略）and funct（略） biochars（略）tigated, （略） conditio（略）imized, t（略）ults obta（略）offer ref（略） the furt（略）h of hydr（略）rbonizati（略）ms and te（略） Based on（略）arch achi（略）ur group （略）na Indust（略）ty-Instit（略）tion Inno（略）evement A（略）ational i（略）tent and （略）l utility（略）nts have （略）ized, fif（略）al invent（略）, five in（略） inventio（略）ere newly（略）wenty-six（略）per have （略）hed and s（略）e indexed（略）Science o（略）ng Index,（略）monograph（略） publishe（略）or degree（略）sixteen m（略）e student（略）than fift（略）ng and te（略）ffs have （略）d through（略）ct, “Key （略）of Recycl（略）-treatmen（略）Biomass o（略）Province”（略）ehensive （略） of bioma（略）ional sci（略）chnology （略） base of （略）ovince” h（略）wly autho（略）
项目受资助省
浙（略）
1.废弃生物质水热炭化及功能炭材料制备研究结题报告(.)
- 关键词：
- 废弃生物质、水热炭化、功能炭材料、土壤修复、水体修复、waste biomass、hydrothermal carbonization、functional carbon materials、soil repair、water repair
- 单胜道；杨瑞芹；李音；平立凤；盖希坤；
- 《浙江科技学院；浙江科技学院；浙江科技学院；浙江科技学院；浙江科技学院；》
- 2017年
- 报告
水热炭化是一种先进的新型生物质利用及功能炭材料制备技术，所制备的炭制品具有较好的化学和热稳定性、良好的吸附性、导热导电性及传质性，在土壤调节剂、重金属和有机农药吸附及储能、催化载体等许多新技术领域具有较大的潜在应用价值。德国是最早开发生物质水热炭化技术的国家，生物质水热炭化技术居世界领先水平。项目通过与已建立长期合作的吕贝克应用科学大学、卢布林工业大学展开合作，吸收德国在生物质水热炭化、吸附和催化机制、表面结构改性方面的理论与先进工艺，以及波兰在生态环境治理等方面的先进技术，突破工艺、设备及产物精制等方面的技术瓶颈。通过国际合作，主要进行了废弃竹子粉和各类秸秆、畜禽粪便等废弃生物质的水热炭化设备开发、水热炭化工艺研究、水热炭结构表征，以及水热炭在土壤改良和污水处理方面的应用研究。通过水热炭化、微波水热炭化、预增压水热炭化等技术制备水热炭，采用物理化学吸附仪、扫描电镜、X射线衍射、元素分析、红外光谱等手段对水热炭化物表面结构进行表征，并研究结构与功能的关联，为水热炭化机制和工艺研究提供依据，并优化炭化温度、原料浓度、炭化时间等工艺条件。研究了畜禽粪便(猪粪、牛粪)水热炭化技术、稻秆、麦秆、莲藕秆等秸秆的水热炭化技术、竹加工废弃物水热炭化技术等，并制备了系列生物炭；进行了生物炭土壤改良技术研究与应用、毛竹林地固碳增汇技术与应用、污染水体生物炭修复技术研究，均取得了良好的研究结果。通过国际合作，建立了废弃生物质水热炭化研究方法，形成了废弃生物质水热炭化技术；开发出了能用于污染治理和生态环境修复的功能性生物炭制品；开发了具有自主知识产权的水热炭化设备。研究成果获2015年中国产学研合作创新成果一等奖，获授权国家发明专利2件、授权实用新型专利10件，申请国家发明专利15件，国际发明专利5件；发表研究论文26篇，其中SCI/EI收录17篇，出版专著3部。已培养博士生2名，硕士研究生16名，工程技术人员50余人；新获得认定“浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室”,新获得浙江省2011协同创新中心(农业生物资源生化制造协同创新中心);新获得“生物质综合利用技术国际科技合作基地”。 Hydrothermal carbonization is a novel utilization method of biomass resources and an advanced preparative technology for functional carbon materials,hydrochar products are of high chemical and thermal stability,good adsorptive properties,heat and electrical conductivity,and mass transfer performance,have huge potential applications as soil conditioners,adsorbents for heavy metals and organic pesticides,energy storage carriers,catalysts and so on.Through international cooperation,hydrothermal carbonization technology of bamboo sawdust,crop straws,animal manure and other waste biomass,hydrothermal carbonization facilities,characterization methods of biochars and bamboo forest carbon sequestration technologies have been developed,applications of biochars as soil conditioners and waste water treatment agents have been explored.A series of biochars have been produced through hydrothermal carbonization method,microwave assisted hydrothermal carbonization method,and pre-pressurized hydrothermal carbonization method.Surface area and porosimetry analyzer,scanning electron microscope(SEM),X-Ray Diffraction(XRD),elemental analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR)were used to analyze the physic-chemical properties of the biochars,the relationship between structures and functions of the biochars were investigated,and process conditions were optimized,the good results obtained could offer references for the further research of hydrothermal carbonization mechanisms and technologies.Based on these research achievements,our group has won China Industry-University-Institute Cooperation Innovation Achievement Award,two national invention patent and ten national utility model patents have been authorized,fifteen national invention patents,five international invention patents were newly applied,twenty-six journal paper have been published and seventeen are indexed in Web of Science or Engineering Index,and three monographs have been published.Two doctor degree students,sixteen master degree students and more than fifty engineering and technical staffs have been trained through this project,“Key Laboratory of Recycling and Eco-treatment of Waste Biomass of Zhejiang Province”and“Comprehensive utilization of biomass International science and technology cooperation base of Zhejiang Province”have been newly authorized.
...2.Exceptional Adsorption of Phenol and p-Nitrophenol from Water on Carbon Materials Prepared via Hydrothermal Carbonization of Corncob Residues
- 关键词：
- Hydrothermal carbonization (HTC); Corncob residues (CCR); Phenol;p-Nitrophenol (PNP); Adsorption; Carbon material;AQUEOUS-SOLUTIONS; ACTIVATED CARBON; STRUCTURAL-PROPERTIES; REMOVAL;PRODUCTS; 4-NITROPHENOL; CHLOROPHENOL; TEMPERATURE; ADSORBENTS; POLYMER
- Liu, Baojian;Li, Yin;Gai, Xikun;Yang, Ruiqin;Mao, Jianwei;Shan, Shengdao
- 《BIORESOURCES》
- 2016年
- 11卷
- 3期
- 期刊
Phenol and p-nitrophenol (PNP) are priority pollutants widely present in wastewater. Developing superior or low-cost sorbents for their removal would be of great benefit. Here, corncob residues (CCR) were converted to hydrochars via hydrothermal carbonization (HTC) and further upgraded to carbon materials by thermal activation in an N-2 atmosphere. The influence of HTC conditions including the temperature, residence time, and CCR/water weight ratio on the material properties and their performance for removing phenol and PNP from water were investigated and compared with those that were obtained from pyrochar (directly pyrolyzed CCR). Hydrochars showed lower adsorption capacities for phenols than pyrochar. The initial hydrothermal treatment at 220 degrees C and 2 h resulted in an improved porosity and 4- to 5-fold higher adsorption capacities for phenol and PNP compared with the pyrochar. However, hydrochars prepared at 250 degrees C or with a prolonged residence time (4 and 6 h) could not be upgraded to high performance carbon materials by thermal activation. The adsorption isotherms of both phenols on the best performance material were well correlated by the Sips model.
...