简介：本发明公开一种电化学电容器用活性炭材料的制备方法，属于炭材料与微波化学技术领域。该方法是以花生壳为原料，将花生壳先后用KOH溶液及氢氧化钾碱液进行处理，然后将氢氧化钾碱液处理后的花生壳转移至刚玉坩埚中，置于微波反应器内进行微波加热活化，得到电化学电容器用活性炭材料。该方法以花生壳为碳源，氢氧化钾为活化剂，通过微波辅助加热氢氧化钾活化花生壳制备活性炭材料，所制得的活性炭比表面积为990－1277m2/g，总孔容为0.47－0.63cm3/g，产率介于14.2－24.4%之间。本发明所制得的活性炭作为电化学电容器电极材料，具有良好的稳定性和优异的综合性能。

本发明公开了一种用于加快凤阳产气霉生长的预处理后活性炭颗粒，其制备方法为依次进行以下步骤：1)、加热洗涤：在活性炭颗粒中加入去离子水后煮沸，弃去废液后，得初次洗涤后活性炭颗粒；2)、超声波清洗：在初次洗涤后活性炭颗粒中加入去离子水进行超声波清洗，弃去废液后，得二次洗涤后活性炭颗粒；3)、将二次洗涤后活性炭颗粒用去离子水反复清洗，直至洗涤液中无肉眼可见浑浊；4)、将步骤3)所得的活性炭颗粒沥干水分后烘干。本发明还同时提供了利用上述预处理后活性炭颗粒进行加快凤阳产气霉生长的方法，在凤阳产气霉生长环境中配设预处理后活性炭颗粒，目的是为了吸附凤阳产气霉生长过程中所产生的VOCs。

本发明公开了一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，首先将重金属吸附饱和活性 炭、过硫酸盐、工作电解质加入到含有机污染物的废水中，调节 pH 至 3~9，然后在 8~24mA/cm2 的电 流密度下进行电解处理;反应液中重金属吸附饱和活性炭的添加量为 0.125~0.500g/L，过硫酸盐浓度为 2.5~10.0mM。本发明采用重金属吸附工艺产生的饱和废弃活性炭作为催化剂，原料廉价易得;同时废弃 的饱和活性炭得到再利用，

本发明公开了一种基于 g-氮化碳复合的二氧化钛光触媒活性炭的制备方法，包括：(a)将钛酸酯和醇的溶液，向该溶液中加入 g-氮化碳颗粒，搅拌均匀后获得混合溶液；(b)将混合溶液放置到高压釜中执行反应，接着自然冷却至室温并收集反应产物，由此制得负载有 g-氮化碳颗粒的二氧化钛颗粒；(c)将该复合二氧化钛颗粒分散在去离子水中并配置乳浊液，然后将椰壳活性炭浸泡在该乳浊液中，摇荡烘干即得到具备可见光响应特性的二氧化钛光触媒活性炭产品。通过本发明，可制得拥有可见光响应特性、平均粒径为 5～7 纳米的二氧化钛颗粒

本项目是采用生物活性炭-多孔陶瓷滤料和生物活性炭-石英砂取代单层石英砂，构建生物强化活性滤池进行给水过滤处理强化除污染能力的工程技术。利用多孔陶瓷滤料和活性炭的大量发达的空隙，为微生物提供栖息附着场所，起到生物降解的微量有机污染物以及氨氮的效果，提高出水的生物稳定性，同时发挥机械筛分的作用保证出水水质。

一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 在“秸秆生物质炭土壤改良-炭基肥生态农业技术”(中国石化行业协会,2017)基础上，发展秸秆专业化收集模式和移动式就地炭化还田等配套模式，将乡村秸秆、粪污和绿化废弃物协同炭化处理并高值物质提取利用，新开发出炭基土壤健康调理剂和炭基营养液体肥，构成炭基复合肥、炭基融合肥、炭基掺混肥等类型的固体炭基肥，生物富硒叶面调理剂、炭基铁锌营养肥、炭基液体复合肥等液体喷施肥，以及固碳、营养和抗逆功能的炭基土壤调理剂抛撒肥等的生物质炭产品系列，集成为农产品绿色循环生产的”一炭三肥”（生物质炭与炭基有机肥、炭基复合肥、炭基液体肥），形成“固碳改土、促生强根、营养优质” 的健康生态农业体系，通过产业技术研究院、专家工作站和揭榜挂帅等形式，示范落地到合作社、肥料企业、村镇政府，2020-2021年在南京溧水区、六合区的炭基健康水稻收到增产优质的显著成效，既可服务于碳中和农业，又直接推进乡村振兴。 主要技术特点： （1）生物质无废循环，热解炭化养分循环率平均65%以上，有机碳循环率70%以上； （2）固碳减排：每吨生物质平均固碳减排0.6吨CO2当量； （3）每年增加土壤有机质0.1 g/kg以上, 减少化肥10-15%； （4）增产5-25%，营养品质提升10-20%； （5）炭基肥适合抛撒，炭基液体肥适合水肥一体化。

人类在发展过程中目前面临能源危机和环境污染双重压力。在能源消费方面，目前世界能源消耗91%的是一次性矿物燃料能源，但矿物燃料是有限的，不可能成为人类的永久性能源。因此寻找可替代化石能源的新能源是人类可持续发展的必由之路。 据估计，全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011 吨，含能量达3×1018 千焦，可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物质约为1700 亿吨，而目前将其作为能源来利用的仅为13 亿吨，约占其总产量的0.76％，生物质资源开发利用潜力巨大。据测算，我国拥有的生物质能资源为50 亿吨左右，是我国目前总能耗的4 倍左右[5]。生物质资源虽然丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，如秸秆等农业废弃物在田间焚烧，林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃，食品加工的壳、皮等被当作垃圾填埋，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费 利用生物质制备炭材料，在能源领域利用可以直接作为燃料使用，可以避免生物质原料本身能量密度低、体积庞大难于运输等弊端，同时相对于燃煤可以减少硫排放，从而减少对环境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的场合才使用，目前生物质炭在能源方面主要作为高端的燃料电池正极材料。另一方面生物质炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构以及较好的化学稳定性和机械强度，在环保领域对重金属良好的吸附性能，因此对重金属废水处理及土壤恢复与改良具有巨大的应用潜力[8-14]。 由于传统工艺制造活性炭成本高，因此限制了其应用范围。如何最大限度降低制造成本是科研工作必须努力的方向。 生物质炭的制备方法主要分为：热分解法，微波炭化法，水热炭化法。热分解炭化法是目前制备生物质炭的主要方法，热分解制备生物质炭是在隔绝空气条件下生物质的高温裂解成炭，一般需要炭化与活化两个过程且二者可分步或同步进行。首先炭化过程是在300 –1000 0C下使生物质中分子链中C-O、C-C键断裂成炭，随着温度的升高, 生物质炭的产量降低, 含碳量逐渐增加。活化的目的是利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构, 扩大孔体积, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸气、空气、CO2进行活化；化学活化则采用化学物质如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物质炭产品。热分解法的缺点在于反应时间长，反应耗能大，传热效率低和反应原料加热不均匀等。微波炭化法则是通过被加热体内部偶极分子的高频往复运动，使分子间相互碰撞产生大量摩擦热量，继而使物料内外部同时快速均匀升温从而达到裂解及炭化的目的。微波加热具有操作简单、升温速率快、反应效率高、可选择性均匀加热等优点。生物质通过微波炭化处理其活性炭得率较高(一般达到40%左右)且表面积大。但微波炭化的不足在于物料的反应温度不能精确控制，过量的微波辐射将对人体健康有损害且工业化放大过程比较困难。水热炭化法是在一定温度(一般200 ℃)和压强（下将水热反应釜内的生物质( 碳水化合物、有机分子和废弃生物质等) 、催化剂和水进行加热，实现对生物质炭化的过程。水热炭化一般制得的生物质表面积小一般500m2/g以下，同时反应时间长，因此生产成本较高。 总之制备生物质炭材料具有丰富的原料来源，同时在能源及环境方面具有广阔的应用前景，尤其在重金属污染治理及土壤恢复及改良前景更为广阔。但目前生物质转化为炭流程长，分解温度高，造成生产成本高而致使生物质的利用率低。如何更高效、成本更低廉实现生物质的炭转化，无论对于人类能源结构优化及环境保护均有十分重要的现实意义。 本项目提出了一种酸催化裂解炭化生物质原料的方法，采用酸催化直接将生物质分解及炭化，并在低温下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 过程，吸收炭化及活化过程蒸发的酸及液态有机物，酸进行循环利用，实现生物质炭材料绿色制备。由此可以制备出生物质炭材料比表面在1000m2/g以上，得率达到50%以上，从而降低生物质炭的制造成本，拓宽其应用范围。二．技术路线酸催化生产技术路线见下图，生物质粉碎后，采用一定酸浸湿润，干燥后进行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷却，炭化活化过程进行酸回收并返回使用，炭化完全后冷却，加粘结剂压块便得到生物质炭。  图1 酸催化制备生物质炭工艺流程三．技术开发内容及指标技术开发内容生物质原料的筛选及酸种类的筛选温度、时间工艺参数的优化；粘结剂的选择与添加工艺确定日处理1吨中试放大设备选择与设计；技术指标生物质炭得率大于50%；生物质炭的碳含量高于80%；生物质炭燃烧后的灰分小于5%；生物质炭材料比表面在1000m2/g以上。四．经济效益初步分析生物质炭售价按3000元/吨计算，原材料及处理成本约1500元/吨；按年生产1万吨计算，年效益为=（3000-1500）x10000=1500万元。 本项目作为生物质炭新工艺相对于传统工艺，大幅度提高了生物质炭的转化效率及降低了生产成本，因此经济效益非常显著，如果作为活性炭使用效益更加显著。同时具有很好的推广前景。

活性氨烟气脱硝系统是一种既具有 SCR 技术高的脱硝率和 SNCR 技术投资、 运行费用低的优势，而又区别于单纯的 SNCR 和 SCR 技术的新的脱硝方式，它 是以高反应活性的活性氨为还原剂，在 400-800℃，无催化条件下与 NOx 发生 还原反应，从而达到脱硝的目的，具有重大的理论突破和应用技术突破，其克 服了 SCR 技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高的缺点，克服了 SNCR 技术的反应温度高、还原剂与烟气混合差、脱硝效率低、氨气逸出量大 的系列缺点。 活性氨脱硝系统只需建立活性氨发生装置及其计量喷射系统，系统结构简 单，设备投资少，占地面积小，对锅炉（窑炉）工况的影响小，具有脱硝效率 高、运行成本低和适用范围广的特点，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要 的现实意义，适用于多种工业锅炉和工业窑炉的烟气脱硝。

活性氨烟气脱硝系统是一种既具有SCR技术高的脱硝率和SNCR技术投资、运行费用低的优势，而又区别于单纯的SNCR和SCR技术的新的脱硝方式，它是以高反应活性的活性氨为还原剂，在400-800℃，无催化条件下与NOx发生还原反应，从而达到脱硝的目的，具有重大的理论突破和应用技术突破，其克服了SCR技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高的缺点，克服了SNCR技术的反应温度高、还原剂与烟气混合差、脱硝效率低、氨气逸出量大的系列缺点。活性氨脱硝系统只需建立活性氨发

利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术， 可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽 救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减 施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修 复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效 果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此， 广受农民欢迎。