【CN109825494A】一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用【专利】
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一摘要：本文旨在探讨生物质基碳材料的制备方法及其在环境与能源领域的应用。
首先，我们将概述生物质基碳材料的基本概念和重要性。
接着，我们将详细描述其制备方法，包括原材料的选择、处理工艺和关键技术。
随后，我们将探讨这些材料在环境修复、能源存储和转换以及环境友好的能源利用等方面的应用。
最后，我们将对生物质基碳材料的发展前景进行展望。
一、引言随着人类对可再生能源和环保技术的需求日益增长，生物质基碳材料因其来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，受到了广泛关注。
这类材料以生物质为原料，通过特定的热解、活化等工艺制备而成，具有优异的物理化学性能，如高比表面积、良好的导电性和化学稳定性。
在环境与能源领域，生物质基碳材料的应用具有巨大的潜力和广阔的前景。
二、生物质基碳材料的制备1. 原材料选择：生物质基碳材料的原材料主要包括农业废弃物、木材、纤维素、果壳等。
这些原料具有可再生、可降解的特点，是制备生物质基碳材料的理想选择。
2. 处理工艺：生物质基碳材料的制备过程主要包括预处理、碳化和活化三个步骤。
预处理阶段主要是对原料进行清洗、破碎和干燥；碳化阶段是通过高温热解将原料转化为碳材料；活化阶段则是通过化学或物理方法进一步增加碳材料的比表面积和孔隙结构。
3. 关键技术：在制备过程中，需要掌握的关键技术包括温度控制、气氛调节、催化剂的使用等。
这些技术对最终产品的性能和质量有着至关重要的影响。
三、生物质基碳材料在环境与能源中的应用1. 环境修复：生物质基碳材料因其大的比表面积和丰富的孔隙结构，具有良好的吸附性能，可应用于废水处理、重金属离子吸附、气体净化等领域。
此外，其还可以作为催化剂或催化剂载体，提高环境修复的效率。
2. 能源存储和转换：生物质基碳材料在能源存储和转换方面也具有广泛的应用。
例如，可作为锂离子电池、钠离子电池、超级电容器的电极材料，提高电池的能量密度和功率密度。
此外，还可以作为燃料电池的催化剂载体或电解质添加剂，提高燃料电池的性能。
《2024年生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一摘要：本文详细介绍了生物质基碳材料的制备方法，包括其原料选择、制备工艺以及性能特点。
同时，探讨了生物质基碳材料在环境与能源领域的应用，包括其在污染物处理、能源储存与转化等方面的作用，并对其未来发展进行了展望。
一、引言随着人类对可再生能源和环保技术的需求日益增长，生物质基碳材料因其来源广泛、环境友好、可再生的特点，受到了广泛关注。
生物质基碳材料以生物质为原料，通过特定的碳化工艺制备而成，具有优异的物理化学性能，在环境与能源领域具有广阔的应用前景。
二、生物质基碳材料的制备1. 原料选择生物质基碳材料的原料主要包括农业废弃物、林业剩余物、水生植物等。
这些原料具有可再生、低成本的优点，是制备生物质基碳材料的理想选择。
2. 制备工艺生物质基碳材料的制备工艺主要包括炭化、活化、表面改性等步骤。
炭化过程是通过热解将生物质转化为碳质材料；活化过程则通过物理或化学方法进一步提高材料的孔隙结构和比表面积；表面改性则通过引入功能基团或杂质元素来改善材料的性能。
3. 性能特点生物质基碳材料具有优异的导电性、良好的化学稳定性、较高的比表面积和丰富的孔隙结构等特点，使其在环境与能源领域具有广泛应用。
三、生物质基碳材料在环境与能源中的应用1. 环境领域应用（1）污染物处理：生物质基碳材料具有优异的吸附性能，可用于处理水体和空气中的有机污染物、重金属离子等。
其大比表面积和丰富孔隙结构使得吸附效果显著。
（2）二氧化碳捕获：生物质基碳材料可作为二氧化碳的吸附剂或储存介质，有助于减缓温室效应。
（3）废水处理：生物质基碳材料可应用于废水处理中的生物反应器，提高废水处理效率。
2. 能源领域应用（1）能源储存：生物质基碳材料可作为锂离子电池、超级电容器的电极材料，提高能源储存密度和循环稳定性。
（2）太阳能电池：生物质基碳材料可应用于太阳能电池的电极和电解质中，提高太阳能的转换效率。
（3）燃料电池：生物质基碳材料可作为燃料电池的催化剂载体，提高催化剂的活性和稳定性。
生物基炭材料的制备和应用研究
生物基炭材料的制备和应用研究在近年来，随着环保意识的增强和资源枯竭的警醒，越来越多的人开始关注生物基炭材料的制备和应用研究。
生物基炭材料是一种基于生物质制备的炭材料，其制备过程不仅可以有效地利用农副产品、家庭废弃物等生物质资源，还可以减少二氧化碳排放，有效地降低环境污染。
本文将对生物基炭材料的制备方法和应用研究进行探讨。
一、制备方法生物基炭材料的制生过程主要涉及两个方面，即生物质的加工和炭化过程。
关于生物质加工，主要是将生物质经过切割、压缩等方式加工成一定规格的颗粒状，方便进行后续的炭化处理。
炭化处理是将生物质经过一定的热处理，将其内部结构发生改变，转化成炭质。
目前比较常见的炭化方法有高温炭化、热解炭化、气化炭化、水热炭化等，这些方法的不同使得生物基炭材料的物理、化学性质均有所差异。
二、应用研究生物基炭材料不仅可以作为生物肥料、土壤改良剂等农业用途，还可以制作多种炭制品，如生物基活性炭、生物基吸附剂等，这些应用研究正逐步拓宽着生物基炭材料的应用领域。
首先，生物基活性炭可以应用于冶金、制药、食品加工等行业中，不仅能够吸附大量的有害物质，比如重金属离子、有机化合物等，还能够起到气体净化的作用。
其次，生物基吸附剂也是一种具有广阔应用前景的产品品种。
在水处理、医药、化学领域等社会生活中，生物基吸附剂的应用研究是目前较为前沿的研究方向。
生物基吸附剂不仅可以去除水污染物、医药中的有害物质，对环境污染问题也能够起到一定的净化作用。
最后，生物基炭材料还有一大应用领域就是用于锂电池、超级电容器等新能源产业中，其在电导率、稳定性等方面性质表现较为优异。
三、展望实现可持续发展是人类的目标，而生物基炭材料的制备和应用研究将在实现这一目标上扮演着重要的角色。
虽然制备和应用研究有很多已有的探索和实践，但与其它材料相比，生物基炭材料的完善和推广仍需进一步的加强，特别是在炭化方法、材料性能等方面的研究需进一步深入和完善。
结语在世界资源变得更为匮乏的今天，生物基炭材料将会是有广阔前景的一项产业，作为一项环保的、可持续的绿色技术，生物基炭材料的研究将对未来产业发展和环境保护有着至关重要的作用。
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一摘要：本文综述了生物质基碳材料的制备方法、性质特点及其在环境与能源领域的应用。
随着对可再生能源和环保材料需求的增加，生物质基碳材料因其来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，逐渐成为研究的热点。
本文旨在全面介绍生物质基碳材料的制备工艺及其在环境治理和能源开发中的应用前景。
一、引言生物质基碳材料是指以生物质为原料，通过特定的工艺方法制备得到的碳材料。
生物质包括农作物废弃物、林木废弃物、城市垃圾等，利用这些物质进行碳材料的制备不仅可解决环境问题，而且对开发绿色、可再生的新能源具有深远的意义。
本文旨在全面分析生物质基碳材料的制备过程以及其在环境与能源领域的具体应用。
二、生物质基碳材料的制备方法（一）热解法热解法是生物质基碳材料的主要制备方法之一。
将生物质材料在高温、无氧或低氧条件下进行热解，得到碳材料。
这种方法简单易行，且碳产率高。
（二）化学活化法化学活化法是通过化学试剂与生物质材料进行反应，再经过高温处理得到碳材料的方法。
这种方法可以调节碳材料的孔隙结构和表面性质。
（三）气相沉积法气相沉积法是在特定条件下，通过气相中的有机物分解并沉积在基体上，形成碳材料的方法。
这种方法可以制备出具有特定结构和性能的碳材料。
三、生物质基碳材料的性质与特点（一）多孔性生物质基碳材料具有丰富的孔隙结构，包括微孔、介孔和大孔等，有利于吸附和分离环境中的有害物质。
（二）高比表面积生物质基碳材料具有较高的比表面积，能够提供更多的反应活性位点，提高其在催化、吸附等反应中的效率。
（三）良好的导电性经过适当的处理，生物质基碳材料具有良好的导电性，可应用于电化学储能器件和电极材料等领域。
四、生物质基碳材料在环境与能源领域的应用（一）环境治理方面的应用生物质基碳材料因其多孔性和高比表面积的特点，常被用于吸附和分离环境中的有害物质，如重金属离子、有机污染物等。
此外，还可用于制备催化剂及其载体，提高污染物的降解效率。
生物活性碳材料的制备及其在环境治理中的应用
生物活性碳材料的制备及其在环境治理中的应用随着人类经济社会的迅速发展和人口增长，环境污染问题日益突出，严重影响着人类的健康和生存环境。
在这其中，水污染和空气污染是最严重的。
生物活性碳材料作为一种新型环境材料，为解决环境污染问题提供了一种新的可能。
本文将介绍生物活性碳材料的制备方法以及在水污染和空气污染治理中的应用情况。
一、生物活性碳材料的制备方法生物活性碳材料的制备方法主要有热解碳化法和化学活化法两种。
其中，热解碳化法是将固体生物质在高温下分解碳化，制得生物活性炭材料；而化学活化法则是在生物炭材料中添加化学试剂进行活化，得到具有很高表面积和孔隙度的生物活性炭材料。
热解碳化法制备生物活性炭材料的过程中，需要小心控制热解条件，以防止物质的过度分解从而破坏材料结构。
此外，在生物炭材料的制备过程中应选择高质量的原材料，并根据目标应用需求和环境条件合理选择制备方法。
化学活化法制备的生物活性碳材料，具有比热解碳化法制备的材料更高的孔隙度和比表面积，因此具有更高的吸附能力和催化活性。
在化学活化法中，常用的活化剂有氢氧化钾、磷酸、氢氧化钠等。
二、生物活性碳材料在水污染治理中的应用1. 生物活性碳材料的吸附性能生物活性碳材料具有高的孔隙度和比表面积，因此具有优异的吸附性能，可以去除水中的污染物，包括有机物、重金属离子等。
2. 生物活性碳材料的生物降解性能生物活性碳材料是由生物质制备而成，在水环境中具有良好的生物降解性能，能够被自然环境迅速分解，有效防止污染物长时间滞留在水环境中。
3. 生物活性碳材料的抗生物降解性能与其他吸附剂相比，生物活性炭材料具有优良的抗生物降解性，不会被微生物降解产生新的污染物，所以其在水污染治理中具有广泛的应用前景。
三、生物活性碳材料在空气污染治理中的应用生物活性碳材料也在空气污染治理中得到了广泛应用，主要应用于恶臭气体的治理和挥发性有机物（VOCs）的除异味治理。
生物活性碳材料具有高表面积和孔隙度，具有独特的吸附特性，可以吸附和分解恶臭气体和VOCs等无机和有机气态污染物，有效地净化空气。
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展生物炭基肥料是一种利用生物质材料经过热解和碳化等处理制得的肥料，具有优良的肥料性能和环境友好性。
其制备方法可分为两个步骤：生物质材料的热解与炭化，以及生物炭的后处理。
生物质材料的热解与炭化是生物炭基肥料制备过程中的关键步骤。
这一步骤中，生物质材料先经过热解，将其内部的水分和挥发性物质去除，然后在高温条件下进一步进行碳化，使生物质材料中的碳元素形成氧化物和碳化物。
热解和碳化过程会释放出大量的热能和气体，需要通过控制热解和碳化条件来确保制备得到的生物炭具有较高的碳含量和较低的残留物含量。
生物炭的后处理包括粉碎、筛分和活化等步骤。
粉碎是将制备得到的生物炭破碎成均匀的颗粒；筛分则是按照粒径的要求将粉碎后的生物炭进行分级；而活化则是在高温条件下进一步增加生物炭的表面积和孔容量，提高其肥料性能。
生物炭基肥料具有优良的肥料性能和环境友好性，在农业中已有广泛的应用。
一方面，生物炭基肥料富含有机物和营养元素，可以直接作为土壤改良剂和有机肥料使用，提高土壤肥力。
生物炭具有良好的吸附性能，可以吸附土壤中的重金属和有机污染物，减少其对农作物的毒害。
生物炭还具有保水保肥效果，可以提高土壤水分保持能力和养分利用效率，减少农业生产中的水肥流失现象。
生物炭基肥料在提高土壤肥力、保护环境和提高农业可持续性方面具有广泛的应用潜力。
当前对于生物炭基肥料的研究仍存在一些问题和挑战。
一方面，生物炭的制备方法和工艺仍有待优化和改进，以进一步提高生物炭的质量和性能。
对于生物炭在土壤中的行为和作用机制，以及其与作物生长和环境因子的相互关系尚不清楚，需要进一步深入的研究。
生物炭的市场化应用和推广也需要进行技术和政策的支持，以促进其在农业中的广泛应用。
生物炭基肥料是一种具有良好肥料性能和环境友好性的肥料，其制备方法和应用研究已取得了一定的进展。
但仍需要进一步优化制备方法、深入研究其作用机制，并加强生物炭的市场化应用和推广，以促进其在农业中的广泛应用。
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一一、引言随着人类对可再生能源和环保材料的需求日益增长，生物质基碳材料因其可持续性、低成本和高性能等特点，逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨生物质基碳材料的制备方法，并分析其在环境与能源领域的应用。
二、生物质基碳材料的制备1. 材料来源生物质基碳材料主要来源于农业废弃物、林业残余物、城市固体废弃物等可再生资源。
这些生物质材料富含碳元素，经过特定的处理工艺可转化为碳材料。
2. 制备方法（1）物理法：包括炭化、活化等过程，通过控制温度、气氛和时间等参数，将生物质转化为碳材料。
（2）化学法：利用化学试剂与生物质反应，通过碳化、交联等过程制备碳材料。
（3）生物法：通过微生物的作用，将生物质转化为碳材料。
此方法环保且成本低，具有较大的应用潜力。
三、生物质基碳材料在环境领域的应用1. 污水处理生物质基碳材料具有优异的吸附性能，可用于污水处理中的重金属离子、有机污染物等的去除。
其大比表面积和丰富的孔隙结构，使得吸附效果显著。
2. 空气净化生物质基碳材料可吸附空气中的有害气体和颗粒物，提高空气质量。
同时，其表面可负载催化剂，用于催化氧化或还原反应，进一步净化空气。
3. 土壤修复生物质基碳材料可改善土壤结构，提高土壤肥力。
同时，其吸附性能有助于吸附土壤中的重金属离子和有机污染物，修复受污染的土壤。
四、生物质基碳材料在能源领域的应用1. 锂离子电池生物质基碳材料具有高的比表面积和良好的导电性，是锂离子电池的理想电极材料。
其优异的电化学性能使得锂离子电池具有较高的能量密度和循环稳定性。
2. 燃料电池生物质基碳材料可作为燃料电池的催化剂载体或电极材料，提高燃料电池的性能。
其良好的导电性和化学稳定性，使得燃料电池具有较高的功率密度和稳定性。
3. 太阳能电池生物质基碳材料可应用于太阳能电池的透明导电层或电极材料，提高太阳能的利用率。
其优良的透光性和导电性，有助于提高太阳能电池的光电转换效率。
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展
生物炭基肥料是一种以生物炭为主要成分的肥料，其制备方法主要包括生物质炭化、
生物炭活化等步骤。
在农业中的应用研究进展主要涉及生物炭基肥料对作物生长的影响、
土壤改良效果以及对农业可持续发展的贡献等方面。
生物炭的制备方法多种多样，常见的方法包括热解法、微波炭化法、气相煤化法等。
热解法是最常用的方法之一。
这种方法将经过预处理的生物质放入炭化反应器中，通过控
制温度、压力和反应时间，使生物质炭化产生生物炭。
生物炭的活化方法主要有物理活化、化学活化和生物活化等，其中化学活化是较为常用的一种方法，通过使用化学物质来改变
生物炭的性质和结构。
1. 作物生长促进：生物炭基肥料中的生物炭可以提供植物所需的养分，并改善土壤
物理性质，促进根系生长和水分吸收。
研究表明，生物炭可以增加土壤可获得氮的量，提
高土壤氮的利用效率；生物炭还可以降低土壤中的重金属含量，改善土壤质量，减少土壤
侵蚀。
2. 土壤改良效果：生物炭具有多孔性和高比表面积的特点，能够增加土壤的通气性
和保水能力，改善土壤结构，促进土壤微生物活动。
研究表明，生物炭可以提高土壤团粒
稳定性，增加土壤孔隙度，有助于根系的伸展和营养吸收；生物炭还可以提高土壤有机质
含量，增加土壤肥力。
生物质炭材料的制备与应用
生物质炭材料的制备与应用生物质炭材料是一种重要的碳材料，具有广泛的应用前景。
生物质炭材料的制备方法多样，包括碳化、活化等过程。
本文将介绍生物质炭材料的制备方法及其在环境保护、能源领域等方面的应用。
一、生物质炭材料的制备方法1. 碳化法碳化是将生物质原料在高温下缺氧或无氧条件下进行热解，生成炭材料的过程。
碳化法制备的生物质炭材料具有较高的碳含量和热稳定性。
常用的碳化方法包括干馏法、气相碳化法等。
2. 活化法活化是在碳化的基础上，通过化学或物理方法对生物质炭材料进行处理，增加其比表面积和孔隙结构，提高其吸附性能和催化性能。
活化法制备的生物质炭材料具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，适用于吸附、催化等领域。
3. 气相沉积法气相沉积法是将生物质原料在气相中进行热解或裂解，生成炭材料的过程。
气相沉积法制备的生物质炭材料具有较好的均一性和纯度，适用于电化学储能、传感器等领域。
二、生物质炭材料的应用1. 环境保护领域生物质炭材料具有良好的吸附性能，可用于水处理、空气净化等环境保护领域。
生物质炭材料可以吸附重金属离子、有机污染物等有害物质，净化环境，保护生态平衡。
2. 能源领域生物质炭材料具有较高的热稳定性和导电性，可用于储能、传感器等领域。
生物质炭材料可以作为电极材料、储能材料，应用于锂离子电池、超级电容器等能源设备中，提高能源利用效率。
3. 农业领域生物质炭材料可以改良土壤、提高土壤肥力，促进植物生长。
生物质炭材料可以调节土壤酸碱度、改善土壤结构，减少化肥的使用，降低农业生产对环境的影响。
4. 其他领域生物质炭材料还可以应用于建筑材料、化工材料等领域。
生物质炭材料可以提高材料的强度、耐久性，改善材料的性能，拓展其应用范围。
总之，生物质炭材料具有广泛的应用前景，其制备方法多样，应用领域广泛。
未来，随着生物质炭材料制备技术的不断发展和完善，生物质炭材料将在环境保护、能源领域等方面发挥越来越重要的作用。
生物质碳基材料的制备及在储能器件中的应用
生物质碳基材料的制备及在储能器件中的应用生物质碳基材料的制备及在储能器件中的应用导言：随着能源需求的不断增加和传统能源的日益枯竭，寻找新型、高效能源储存材料成为了当今科学领域的研究热点之一。
生物质碳基材料以其丰富的来源、可再生的特性以及在储能领域中的广泛应用，成为了一种备受瞩目的研究方向。
本文旨在介绍生物质碳基材料的制备方法以及其在储能器件中的应用。
一、生物质碳基材料的制备方法生物质碳基材料的制备过程一般可以分为碳化和活化两个步骤。
1.1 碳化碳化是指生物质经过高温处理后，其有机成分转变为无机碳的过程。
碳化操作可以通过热解、热溶解和气相碳化等方法实现。
其中最常见的碳化方法是热解法，即将生物质放入高温炉内，在无氧或低氧条件下进行加热处理，使有机物逐渐转变为无机碳。
此外，也可以利用生物质与一些元素化合物（如金属氧化物）反应生成的金属碳化物作为碳源，实现碳化反应。
1.2 活化活化是指碳化得到的产物经过一定处理方法，使其孔隙结构得到调控和改进。
活化一般可分为物理活化和化学活化两种方法。
物理活化常采用高温炭烧、蒸汽活化等方法，通过加热处理或蒸汽处理来调节碳材料的孔隙结构。
化学活化则是利用一些活化剂，如磷酸、碱金属等，通过化学反应来实现碳材料孔隙结构的形成和调整。
二、生物质碳基材料在储能器件中的应用生物质碳基材料在储能器件中具有广泛的应用前景。
以下将从超级电容器、锂离子电池和燃料电池三个方面进行介绍。
2.1 超级电容器超级电容器是一种具有高能量密度和高功率密度的新型能量储存装置，其储存能量的方式主要是通过电化学双层电容和红外和伪半电容效应储存电能。
生物质碳基材料具备可调控孔隙结构和较高的比表面积优势，可以提供较大的表面吸附区域，提高电解质的吸附量，从而显著提高超级电容器的电容量。
同时，生物质碳基材料还可通过疏松微孔结构提供短路径电子传输，加快离子迁移速度，提高电极的电导率。
这些特性使得生物质碳基材料在超级电容器中具有良好的应用潜力。
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展
生物炭基肥料的制备方法及其在农业中的应用研究进展生物炭基肥料是利用生物炭作为主要原料，加入适量的营养元素，经过特定的制备工艺制成的一种新型有机肥料。
生物炭基肥料具有多孔性良好、土壤改良效果显著、具有长效养分释放等特点，在农业生产中具有重要的应用前景。
本文将对生物炭基肥料的制备方法以及在农业中的应用研究进展进行综述，以期为相关领域的研究与开发提供参考。
一、生物炭基肥料的制备方法生物炭基肥料的制备主要包括生物炭的制备和肥料配方的确定两个环节。
生物炭的制备方法包括物理法、化学法和生物法等多种方式，其中以生物法制备的生物炭质量较好，对土壤改良效果更为显著。
生物法制备生物炭的基本步骤包括原料处理、炭化反应和后处理等。
选择适宜的生物质原料，如秸秆、木屑、农作物秸秆等，进行粉碎、破碎等预处理工序。
然后，将预处理后的生物质原料放入炭化炉中进行炭化反应，控制好温度和氧气浓度可以得到理想的生物炭产物。
进行生物炭的后处理，如粉碎、筛选、磷酸处理等，以获得符合要求的生物炭基肥料。
肥料配方的确定是生物炭基肥料制备的关键环节，主要包括选择适宜的营养元素和比例、添加助剂以及粉碎、混合等工艺操作。
一般来说，生物炭基肥料的配方应包括有机质、氮、磷、钾等元素，并且需要根据不同作物和土壤的需求进行合理的配比。
在制备过程中适当添加一些生物酶、微生物菌剂等助剂，有助于提高生物炭基肥料的养分利用率和改良土壤的效果。
1. 土壤改良效果研究2. 长效养分释放研究生物炭基肥料中的有机质和肥料元素与生物炭的多孔结构相结合，使得生物炭基肥料具有长效养分释放的特点。
研究表明，与传统肥料相比，生物炭基肥料的养分释放速度较慢，可以在较长时间内持续供应植物所需的养分元素，有利于植物的生长和发育。
3. 环境友好性研究。
《2024年生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一摘要：本文综述了生物质基碳材料的制备方法、性质特点及其在环境与能源领域的应用。
随着全球对可再生能源和环保技术的需求不断增长，生物质基碳材料因其可持续性、低成本和环境友好性而受到广泛关注。
本文首先介绍生物质基碳材料的制备过程，然后详细阐述其在环境治理和能源领域的应用，并对其未来发展进行展望。
一、引言生物质基碳材料是以生物质为原料，通过特定的热解、碳化等工艺制备得到的碳材料。
随着科技进步和环境保护意识的提高，生物质基碳材料因其可持续性、低成本和环境友好性成为研究热点。
其制备方法和应用领域不断扩大，对于推动绿色发展和循环经济具有重要意义。
二、生物质基碳材料的制备生物质基碳材料的制备主要包括原料选择、预处理、碳化及后处理等步骤。
原料多为农业废弃物、林业剩余物等，经过破碎、干燥、热解等过程，最终得到碳材料。
制备过程中，温度、气氛、时间等参数对最终产品的性质有着重要影响。
三、生物质基碳材料的性质与特点生物质基碳材料具有高比表面积、良好的导电性、优异的化学稳定性以及出色的吸附性能等特点。
这些特性使其在环境与能源领域具有广泛应用。
四、生物质基碳材料在环境领域的应用1. 污水处理：生物质基碳材料因其良好的吸附性能，可用于污水处理中的重金属离子、有机污染物等的去除。
2. 空气净化：生物质基碳材料可制备成高效空气过滤器，用于吸附空气中的颗粒物和有害气体。
3. 土壤修复：利用其吸附性能，可有效修复受污染的土壤。
五、生物质基碳材料在能源领域的应用1. 锂离子电池：生物质基碳材料因其良好的导电性和高比表面积，常被用作锂离子电池的负极材料。
2. 燃料电池：其稳定的化学性质使其在燃料电池中作为催化剂或载体。
3. 超级电容器：利用其高比表面积和优良的导电性，可制备成高性能的超级电容器。
六、未来发展展望随着科技的进步和环保要求的提高，生物质基碳材料的应用领域将进一步扩大。
未来研究方向包括：开发新型的生物质原料、优化制备工艺、提高产品性能以及拓展应用领域等。
生物质炭材料的制备及用作电极材料的应用研究
生物质炭材料的制备及用作电极材料的应用研究摘要：生物质炭材料作为重要的电极材料在电化学方面有较为广泛的应用。
生物质材料是价廉易得的可再生资源，为炭材料的制备提供了丰富的碳源。
综述了生物质炭材料所具有的性质特点、制备方法以及生物质炭材料用作电极材料在电化学应用领域的研究进展。
当生物质炭用作锂离子电池负极材料时，所表现出比容量大、循环性能好和首次充放电效率高的特点；当生物质炭材料用作超级电容器时，电化学性能中比电容的数值稳定几乎不变，并且具有良好的循环稳定性、良好的电容性能和高比电容的电化学性能。
以生物质为碳源的材料可以在锂离子电池和超级电容器中有广泛的应用。
关键词：生物质；电极材料；炭材料；活化1 引言随着混合电动汽车，医疗设备，便携式电气设备等能源储存装置进一步发展的快速发展，迫切需要找到一种可持续和可再生能源。
近些年，人们逐渐把目光从化石能源转移到新能源上[1]。
对于新能源的开发和利用，关键之处在于找到合适的能量储存装置。
生物质炭材料用作电极材料是适合经济发展的清洁能源，炭材料是人们生活中的必需品，也是非常重要的工业原料[2]。
生活中的草、木材、玉米秆、其他农作物或农作物废弃物等植物原料在惰性气氛中加热处理炭化而制成的炭材料称为生物质炭，目前，选用生物质炭材料作为高性能电极材料，是电极活性材料最有希望的生物质前体之一。
2 生物质炭材料的制备方法2.1 高温炭化炭化就是指把含炭生物质在隔绝空气以及在惰性气体（一般用N2或者Ar）保护的条件下进行高温热解，在实验器材管式炉中进行实验。
根据相关的文章数据显示，一般炭化温度通常在1000℃ 以下进行。
根据含炭物质进行热解时发生的化学反应，生物质炭化过程一般可以分为以下3个阶段，即：① 低于400℃；② 400-700℃；③ 700-1000 ℃。
生物质材料经炭化之后称为炭化料，由于缺乏多层丰富的孔隙结构，比表面积比较小，因此它的吸附性能较差，所以还需进行物理或者化学活化处理，用来调节炭材料的微观孔结构及它的应用性能[6]。
一种生物炭基菌剂及其制备方法和应用
一种生物炭基菌剂及其制备方法和应用生物炭基菌剂是一种利用生物炭作为载体，富集和固定有益微生物的一种制剂。
生物炭是一种由生物质经高温热解或氧化处理后得到的碳质材料，具有较大的比表面积和丰富的氧化还原活性物质，可作为微生物的生长场所和营养源，提供良好的环境条件和养分，促进微生物的繁殖和代谢活动。
生物炭基菌剂的制备方法主要包括以下几个步骤：1.原料准备：选择适合的生物质作为原料，如秸秆、木材等。
2.碳化热解：将生物质放入碳化炉中，通过高温热解或氧化处理得到生物炭。
3.粉碎筛分：对得到的生物炭进行粉碎和筛分，得到适当粒度的生物炭粉末。
4.微生物接种：将有益微生物接种到生物炭粉末中，通过搅拌和培养条件调控促进微生物的繁殖。
5.干燥包装：将接种好的生物炭基菌剂进行干燥处理，然后进行包装密封，以保证其质量和存储期限。
生物炭基菌剂的应用具有以下几个方面的优势：1.促进植物生长：生物炭基菌剂中的有益微生物可以分解有机物质，释放植物所需的养分，提供良好的根际环境，促进植物生长。
2.改善土壤质量：生物炭具有吸附性能，可以吸附土壤中的重金属离子和有机物，净化土壤环境，改善土壤质量。
3.提高土壤保水能力：生物炭具有多孔结构和较大比表面积，能够吸附和存储水分，提高土壤的保水能力，减少水分流失。
4.促进土壤微生物活动：生物炭可以为土壤提供丰富的有机碳和氧化还原物质，并提供生长场所，促进土壤中有益微生物的繁殖和代谢活动，提高土壤的生物活性。
5.降低肥料使用量：生物炭基菌剂中的有益微生物能够分解有机肥料和提高肥料利用率，降低农业生产中的肥料使用量，减少对环境的污染。
综上所述，生物炭基菌剂具有多种优点和应用潜力，在农业生产中具有重要的意义，可以促进植物生长，改善土壤质量，提高土壤保水能力，促进土壤微生物活动，降低肥料使用量，实现农业可持续发展。
一种生物炭基菌剂及其制备方法和应用
一种生物炭基菌剂及其制备方法和应用炭基菌剂是一种利用炭基材料作为载体，将益生菌集聚于炭基材料上的一种微生物制剂。
其主要作用是保护益生菌免受外界环境的影响，提高益生菌的活性和存活率，并延长其寿命。
炭基菌剂的制备方法包括两个步骤：炭基材料的制备和益生菌的固定。
首先，炭基材料的制备是炭基菌剂制备的基础。
炭基材料通常选用具有高比表面积和良好吸附性能的活性炭、石墨烯、碳纳米管等材料。
其制备方法主要包括物理碾磨和化学法。
物理碾磨方法是将原料炭材料经过研磨机械处理，得到具有一定颗粒大小和均匀度的炭基材料。
化学法主要是通过化学反应来改变炭材料表面的性质，增加其吸附能力和生物活性。
例如，可以使用酸碱法、氧化还原法等将炭材料进行表面改性。
其次，益生菌的固定是炭基菌剂制备的关键步骤。
益生菌一般是通过吸附、包埋、生物胶囊等方式固定在炭基材料上。
吸附方法是将益生菌直接与炭基材料接触，利用相互间的吸附作用使益生菌固定在材料上。
包埋方法是将益生菌与炭材料混合悬浮液一起通过特定的工艺，将益生菌包裹在炭基材料内。
生物胶囊是利用微生物自身产生的胶体或聚合物将益生菌包裹在内部，然后与炭材料结合。
最后，炭基菌剂的应用主要体现在农业、环境保护和医学健康等领域。
在农业上，炭基菌剂可以作为土壤调理剂，改善土壤结构和养分供应，促进作物生长和产量增加。
同时，它还可以作为农药的替代品，提供生物防治功能，减少化学农药的使用。
在环境保护方面，炭基菌剂可以用于处理污水和净化大气，利用益生菌的降解能力来去除有机废物和有害气体。
在医学健康方面，炭基菌剂可以用于制备抗生物膜剂、乳腺癌治疗剂和消化道保健剂等，具有广泛的应用前景。
总之，炭基菌剂是一种新型的微生物制剂，具有载体稳定、保护菌株、提高活性等优势。
通过合理的制备方法和应用，可以在农业、环境保护和医学健康领域发挥重要作用。
进一步研究和应用炭基菌剂有助于优化制剂性能，提高益生菌的存活率和功能表现，推动其产业化发展。
炭基材料的合成及应用
炭基材料的合成及应用炭基材料是指以石墨烯、碳纳米管等碳材料为基础制备的新型材料。
由于炭基材料具有优异的电导率、力学性能和化学稳定性，因此在能源、电子、储能等领域有着广泛的应用前景。
炭基材料的合成方法有多种，其中最常见的是化学气相沉积(CVD)法。
通过在合适的基底上加热和提供碳源，使其在高温下分解，然后在基底上沉积形成所需的炭基材料。
另外，还有剥离法、溶胶凝胶法、石墨化法等方法也被广泛用于炭基材料的制备。
炭基材料具有独特的物理和化学性质，可以广泛应用于不同领域。
首先，炭基材料在电子器件中具有重要的应用。
石墨烯和碳纳米管作为电子输运材料具有极高的载流子迁移率，可用于制作高性能的晶体管、光电二极管和太阳能电池等器件。
其次，炭基材料还可以应用于能源领域。
例如，石墨烯具有较高的比表面积和生物相容性，可用于制作高效率的催化剂和电池电极材料，有望解决能源转化和存储中的问题。
此外，炭基材料还可以用于催化剂载体、吸附剂、传感器、超级电容器等领域，发挥其独特的化学和物理性质。
炭基材料的合成和应用在科学研究和工业发展中具有重要意义。
首先，合成炭基材料的方法和技术的不断发展，为炭基材料的大规模制备提供了可能性。
例如，通过改进石墨烯的制备方法，如机械剥离法、热剥离法和化学剥离法，可以实现对大面积石墨烯的高效制备。
其次，炭基材料的应用潜力巨大，可以推动能源转换、电子技术和环境保护等领域的发展。
例如，使用炭基材料作为高效催化剂可以提高能源转化效率，使用炭基材料作为电极材料可以提高能量存储和储存器的性能。
此外，炭基材料的制备和应用还促进了碳材料学科的研究和发展，深化了对碳材料的理解，为未来创新和发展奠定了基础。
综上所述，炭基材料是一类具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。
它们的合成方法和应用领域已经取得了显著进展，为能源、电子和环境领域等多个领域的发展提供了新的可能性。
未来，随着炭基材料的研究和发展的深入，相信它们将在更多的领域发挥重要作用，为人类社会的进步做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910216077.5
(22)申请日 2019.03.21
(71)申请人 上海交通大学
地址 201100 上海市闵行区东川路800号交
通大学材料楼F楼521室
(72)发明人 赵玲 肖冬林 曹心德 刘阳
续晓云 仇浩
(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569
代理人 瞿晓晶
(51)Int.Cl.
C12N 11/14(2006.01)
C12N 11/10(2006.01)
C12N 11/04(2006.01)
C02F 3/34(2006.01)
C12R 1/38(2006.01)
C02F 101/34(2006.01)
(54)发明名称一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用(57)摘要本发明提供了一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用，属于有机物降解技术领域。
所述制备方法包括：将无机盐液体培养基与生物炭混合，得到混合物，将苯酚降解菌接种于混合物中培养45～50h，对得到的培养物进行真空抽滤，得到吸附有苯酚降解菌的生物炭；将所述吸附有苯酚降解菌的生物炭经生理盐水重悬后，得到悬浊液，将所述悬浊液与海藻酸钠溶液混合后滴加到氯化钙溶液中，得到生物炭炭基材料。
采用本发明提供的制备方法制备得到的生物炭基材料，大大提高了苯酚的降解率，对于浓度高达600～1200mg ·L -1范围内的苯酚污染废水，生物炭能够显著提高苯酚降解菌对苯酚毒性的耐受力，
使其最终降解率最高接近100％。
权利要求书1页 说明书9页 附图4页CN 109825494 A 2019.05.31
C N 109825494
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109825494 A
1.一种生物炭基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将无机盐液体培养基与生物炭混合，得到混合物，将苯酚降解菌接种于混合物中培养45～50h，对得到的培养物进行真空抽滤，得到吸附有苯酚降解菌的生物炭；
2)将所述吸附有苯酚降解菌的生物炭经生理盐水重悬后，得到悬浊液，将所述悬浊液与海藻酸钠溶液混合后滴加到氯化钙溶液中，得到生物炭基材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐液体培养基以水为溶剂，每升包括：KH2PO4 0.05～0.15g，Na2HPO4 0.4～0.5g，NH4Cl 0.25～0.35g，MgSO4·7H2O 0.04g，CaCl2 0.0045g，苯酚500～700mg。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯酚降解菌包括香茅醇假单胞菌Pseudomonas citronellolis。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)混合物中生物炭的质量百分含量为0.5～0.7％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)悬浊液中吸附有苯酚降解菌的生物炭的浓度为0.05～0.10g/mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)悬浊液与海藻酸钠溶液、氯化钙溶液的体积比为(1～1.5):(3.5～4.5):(5～10)。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的浓度为2～3％。
8.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述氯化钙溶液的浓度为2～3％。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的生物炭基材料。
10.权利要求9所述的生物炭基材料在降解苯酚中的应用。
2。