【技術實現步驟摘要】
本申請涉及固碳新材料，尤其涉及改性生物炭及其制備方法、固碳水泥材料。
技術介紹
1、水泥材料是建筑工程中廣泛使用的基礎材料，其生產過程伴隨著大量的co2排放，對全球氣候變化和環境保護帶來了巨大的挑戰。為了減少水泥材料的碳足跡，提升其環境友好性，研究人員嘗試加入生物炭。生物炭因其高比表面積和豐富的孔隙結構，在環境治理、土壤改良和碳固定等方面顯示出巨大的應用潛力。然而，未經改性的生物炭在吸附能力和穩定性方面存在一定的局限性，需要通過改性提高其物理化學性能，以增強其應用效果。
2、現有的生物炭改性方法主要依賴于多種化學試劑處理，盡管可以一定程度上提高生物炭的吸附性能，但是生物炭改性效果并不理想，而且這些方法存在成本高、工藝復雜和化學試劑使用量大的問題，容易產生二次污染，不利于大規模推廣應用。
3、同時，在工業生產中以及日常生活中會產生大量的固廢，這些固廢尤其是工業固廢中除了多種礦物鹽外往往還含有多種重金屬離子，如鉛、汞、鈷、鎘等，如不處理會污染環境或者危害人體，現有技術往往缺少有效處理手段而難以將這些工業固廢回收利用。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供改性生物炭及其制備方法，旨在解決現有技術中對生物炭改性需要使用多種化學試劑，成本高、工藝復雜、容易污染的問題。
2、本申請的另一目的在于提供固碳水泥材料，旨在解決現有技術中固碳水泥材料力學性能和固碳性能依然不夠理想的問題。
3、為實現上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：
5、向固廢中加入鹽溶液進行提取處理，得到提取液；
6、向提取液中加入可溶性硫化物進行沉淀處理，得到重金屬沉淀物和改性溶液；
7、將改性溶液對生物炭進行改性處理，得到改性生物炭；
8、其中，鹽溶液包括氯化銨溶液、氯化鉀溶液、硝酸鈉溶液中的至少一種。
9、本申請制備方法先通過特定的鹽溶液和可溶性硫化物對固廢進行處理，得到的改性溶液中富含多種活性離子，會與生物炭中富含的官能團結合或反應，豐富了生物炭表面的活性位點以及改善孔隙結構，使制得的改性生物炭可以進一步提高捕捉和固定co2的性能，同時進一步提高與水泥材料的相互作用，增強密實度和抗折性能、抗壓性能，提高耐久性和使用壽命。制備方法僅需常見的固廢、鹽溶液和可溶性硫化物進行處理，無需大量昂貴的多種化學試劑，工藝精簡、成本降低、不易二次污染。
10、第二方面，本申請提供一種改性生物炭，改性生物炭為如上文本申請制備方法制備的改性生物炭。
11、本申請改性生物炭由上文本申請制備方法制得，相比普通生物炭，改性生物炭的孔隙結構得到改善，表面的活性位點更加豐富。因此，本申請改性生物炭不僅提高了捕捉和co2的性能，而且提高了與水泥材料的相互作用，增強密實度和抗折性能、抗壓性能，提高耐久性和使用壽命。
12、第三方面，本申請提供一種固碳水泥材料，包括水泥材料，還包括如上文本申請制備方法制備的改性生物炭或者如上文本申請改性生物炭。
13、本申請固碳水泥材料中的改性生物炭改善了孔隙結構，豐富了活性位點，因此，賦予固碳水泥材料具有固碳性能，綠色減碳，而且增強了與水泥材料的相互作用，增強密實度和抗折性能、抗壓性能，提高耐久性和使用壽命。因此，本申請固碳水泥材料兼具綠色固碳和高強性能，具有顯著的環保、經濟和社會效益。
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1.一種改性生物炭的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述提取處理中，所述固廢與所述鹽溶液的固液質量比為1：(2～5)；
3.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述提取處理包括如下步驟：
4.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述沉淀處理中，所述提取液與所述可溶性硫化物形成混合溶液的pH值為7～9；
5.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述改性溶液中含有鈣離子、鎂離子、鋁離子、鐵離子中的至少一種陽離子；
6.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述改性處理包括如下步驟：
7.一種改性生物炭，其特征在于：所述改性生物炭為如權利要求1～6任一項所述制備方法制備的所述改性生物炭。
8.根據權利要求7所述的改性生物炭，其特征在于，所述改性生物炭包括如下(1)～(3)特征中的至少一者：
9.一種固碳水泥材料，其特征在于：包括水泥材料，還包括
10.根據權利要求9所述的固碳水泥材料，其特征在于：所述水泥材料與所述改性生物炭的質量比為(25～100)：1。
...【技術特征摘要】
1.一種改性生物炭的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述提取處理中，所述固廢與所述鹽溶液的固液質量比為1：(2～5)；
3.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，所述提取處理包括如下步驟：
4.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述沉淀處理中，所述提取液與所述可溶性硫化物形成混合溶液的ph值為7～9；
5.根據權利要求1或2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于：所述改性溶液中含有鈣離子、鎂離子、鋁離子、鐵離子中的至少一種陽離子；
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【專利技術屬性】
技術研發人員：龍武劍，李豪，鐘安楠，胡凱玥，羅啟靈，董必欽，邢鋒，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：
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