一種生物質炭材料吸附性能快速檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種生物質炭材料吸附性能快速檢測方法。現在還未有快速的對生物質炭材料的吸附性能進行廉價快速測定的方法。本發明的特點是：包括如下步驟：（1）取數份生物質炭材料各與數份有機醇混合得到數份反應液，記錄各反應液的溫度最高值；（2）通過步驟（1）中的數份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值，吸附性能與溫度最高值的數據擬合成方程得到模擬方程；（3）將生物質炭材料試樣與有機醇混合得到反應液，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高值代入步驟（2）的模擬方程中直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能。本發明廉價且能夠對生物質炭材料的吸附性能進行快速測定。
【專利說明】
一種生物質炭材料吸附性能快速檢測方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種生物質炭材料吸附性能快速檢測方法，所用的快速檢測試劑由甲 醇或乙醇等有機醇構成。
【背景技術】
[0002] 當代社會，環境問題越來越引起人們重視，生物質炭材料是空氣凈化的理想材料。 而生物質炭材料的吸附性能直接決定了其對空氣凈化能力的大小。現有生物質炭材料吸附 性能測定方法主要由兩大類:一類是利用比表面積吸附儀對炭材料吸附性能進行表征。這 類方法的優點是測量精確，能表征炭材料的等溫吸附和脫附曲線。缺點是比表面積吸附儀 的儀器價格較為昂貴，而且試驗中需要液氮對測試石英管進行冷卻，同時需對測試材料不 間斷沖入氮氣，一個樣本測試時間需20個小時以上，如果加上樣本預處理時間，整個測定周 期在1天以上，其測試過程費時、費錢并費力。
[0003] 另一類方法是通用化學測定的方法，如國標GB/T12496.8-1999所公開的一種木質 活性炭試驗方法碘吸附值的測定。該方法的優點是比儀器測定條件簡單，測定結果也較為 準確。但該方法的化學試劑配比條件較為繁瑣，如硫代硫酸鈉溶液配制后需靜置2周，而可 溶性淀粉指示劑則需使用前臨時配制，整個試驗方法在實際操作起來非常不便。且生物質 炭材料在測試前需粉碎至71um。此外，測試結果需要在校正系數的校正區間內，如在校正區 間外，則需根據結果調整測試樣品的多少重新進行測定，直至測試結果落在可校正的校正 區間內。一個樣品測試過程至少需要半個小時以上，且測試過程較為繁瑣。
[0004]在日常生活和生產中，生物炭材料的吸附性能往往并不需要進行十分精確的測 定，所需要的是快速的知道其大至的吸附區間。而現有公開的專利中并未發現有針對生物 質炭吸附性能快速測定的材料。因此如何快速的對生物質炭材料的吸附性能進行廉價快速 測定，是急需研究解決的技術。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種廉價且能夠進行 快速測定的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法。
[0006] 本發明解決上述問題所采用的技術方案是:該生物質炭材料吸附性能快速檢測方 法的特點在于:包括如下步驟：
[0007] (1)取數份生物質炭材料各與數份有機醇混合得到數份反應液，當反應液中的生 物質炭材料與有機醇發生劇烈吸附反應時，記錄各反應液的溫度最高值;數份生物質炭材 料的重量相等且均為1-5克，數份生物質炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相 同；數份有機醇的體積相等且均為5_20mL;
[0008] (2)通過步驟（1)中的數份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值， 得出數組關于生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的數據，將吸附性能與溫度最高值的 數據擬合成方程，得到生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的模擬方程；
[0009] (3)將生物質炭材料試樣與有機醇混合得到反應液，當生物質炭材料試樣與有機 醇發生劇烈吸附反應時，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高值代入步驟(2)的模擬方 程中直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能；生物質炭材料試樣的重量和步驟（1)中生物 質炭材料的重量相等，有機醇的體積和步驟(1)中有機醇的體積相等。
[0010] 作為優選，本發明在5-35°C的環境溫度下測定反應液的溫度變化并記錄溫度的最 高值。
[0011 ]作為優選，本發明有機醇為甲醇或乙醇。
[0012] 作為優選，本發明重復步驟(3)的操作以檢測不同生物質炭材料試樣的吸附性能。
[0013] 本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：（1)反應速度快，醇體系與生物炭 材料發生吸附放熱極為劇烈，僅需1-5秒其吸附放熱后反應體系升溫即可達到最高溫，整個 過程不超過1分鐘，大大提高了檢測效率，實現快速檢測的目的。（2)反應結果易讀性強，可 通過前期所制的吸附性能和溫度關系表直接估算出該生物質炭材料試樣的吸附性能，亦可 通過前期所得模擬方程計算出該生物質炭材料試樣較為準確的吸附性能。（3)原料易得，制 備工藝簡單，生產成本低。（4)試劑穩定，對人體低毒無害。（5)由于在日常生活和生產中，生 物質炭材料的吸附性能往往并不需要進行十分精確的測定，而是需要快速的知道其大致的 吸附區間即可，本發明根據模擬方程直接估算出的檢測結果的精度足以滿足日常生活和生 產的需求，實現了對生物質炭材料的吸附性能進行廉價、快速測定的目的。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明實施例1中生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的曲線示意圖。
[0015] 圖2是本發明實施例2中生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發 明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。
[0017] 實施例u
[0018] 參見圖1，本實施例中的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法包括如下步驟。
[0019] (1)在20°C的環境溫度下，取八份重量均為3g的生物質炭材料各與八份體積均為 l〇ml的甲醇混合得到八份反應液，當反應液中的生物質炭材料與甲醇發生劇烈吸附反應 時，測定反應液的溫度變化并記錄各反應液的溫度最高值。八份生物質炭材料的吸附性能 均是已知的且吸附性能各不相同。
[0020] (2)通過步驟（1)中的八份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值， 得出八組關于生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的數據，如表1所示。
[0021] 表1不同吸附性能的生物質炭材料吸附放熱后反應液最高溫度
[0023]表1為不同吸附性能的生物質炭材料與甲醇反應后所對應的反應液的最高溫度 值，將吸附性能與溫度最高值的數據擬合成方程，得到生物質炭材料的吸附性能與溫度最 高值的模擬方程。通過圖1可獲得模擬方程:7 = 0.0237義+18.144，1?2 = 0.9668。其中7為所測 得的溫度最高值，x為生物質炭材料的吸附性能。
[0024] (3)在20°C的環境溫度下，將3g生物質炭材料試樣與10ml甲醇混合得到反應液，當 生物質炭材料試樣與甲醇發生劇烈吸附反應時，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高 值代入步驟(2)的模擬方程中直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能。
[0025] 實施例2。
[0026]參見圖2,本實施例中的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法包括如下步驟。
[0027] (1)在20°C的環境溫度下，取八份重量均為3g的生物質炭材料各與八份體積均為 10ml的乙醇混合得到八份反應液，當反應液中的生物質炭材料與乙醇發生劇烈吸附反應 時，測定反應液的溫度變化并記錄各反應液的溫度最高值。八份生物質炭材料的吸附性能 均是已知的且吸附性能各不相同。
[0028] (2)通過步驟（1)中的八份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值， 得出八組關于生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的數據，如表2所示。
[0029] 表2不同吸附性能的生物質炭材料吸附放熱后反應液最高溫度
[0031]表2為不同吸附性能的生物質炭材料與乙醇反應后反應液的最高溫度值，將吸附 性能與溫度最高值的數據擬合成方程，得到生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的模擬 方程。通過圖2可獲得擬合方程:7 = 0.02751+19.416妒=0.9754。其中7為所測得的溫度最 高值，X為生物質炭材料的吸附性能。
[0032] (3)在20°C的環境溫度下，將3g生物質炭材料試樣與10ml乙醇混合得到反應液，當 生物質炭材料試樣與乙醇發生劇烈吸附反應時，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高 值代入步驟(2)的模擬方程中直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能。
[0033] 實施例3。
[0034] 本實施例中的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法包括如下步驟。
[0035] (1)取數份生物質炭材料各與數份有機醇混合得到數份反應液，當反應液中的生 物質炭材料與有機醇發生劇烈吸附反應時，測定反應液的溫度變化并記錄各反應液的溫度 最高值;數份生物質炭材料的重量相等且均為1-5克，數份生物質炭材料的吸附性能均是已 知的且吸附性能各不相同；數份有機醇的體積相等且均為5_20mL。
[0036] (2)通過步驟（1)中的數份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值， 得出數組關于生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的數據，將吸附性能與溫度最高值的 數據擬合成方程，得到生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的模擬方程。
[0037] (3)將生物質炭材料試樣與有機醇混合得到反應液，當生物質炭材料試樣與有機 醇發生劇烈吸附反應時，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高值代入步驟(2)的模擬方 程中直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能；生物質炭材料試樣的重量和步驟（1)中生物 質炭材料的重量相等，有機醇的體積和步驟(1)中有機醇的體積相等。
[0038]通常情況下，在5_35°C的環境溫度下測定反應液的溫度變化并記錄溫度的最高 值。有機醇為甲醇或乙醇。重復步驟(3)的操作以檢測不同生物質炭材料試樣的吸附性能。
[0039] 本發明中的有機醇作為吸附用反應液。通過已知吸附性能的生物質炭材料與有機 醇進行吸附放熱反應并建立相應吸附放熱后溫度與吸附性能的對應表和相應模擬方程。其 測試結果直接通過對應表估算或相應方程計算生物質炭材料的吸附性能。
[0040] 本發明的組分非常簡單，生產成本低，且測試結果直接通過讀表或通過相應方程 計算而來。前期吸附反應溫度表制作和相應反應模擬方程的建立，通過已知不同吸附性的 生物質炭材料與有機醇體系反應得相應最大放熱溫度，并建立生物質炭材料吸附性能與體 系放熱后所達到最高溫度的擬合方程，制得不同吸附性能對應體系最高溫度表和相應的模 擬方程，方便未知生物質炭材料吸附性能的測定。
[0041] 雖然本發明已以實施例公開如上，但其并非用以限定本發明的保護范圍，任何熟 悉該項技術的技術人員，在不脫離本發明的構思和范圍內所作的更動與潤飾，均應屬于本 發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種生物質炭材料吸附性能快速檢測方法，其特征在于:包括如下步驟： (1) 取數份生物質炭材料各與數份有機醇混合得到數份反應液，當反應液中的生物質 炭材料與有機醇發生劇烈吸附反應時，記錄各反應液的溫度最高值;數份生物質炭材料的 重量相等且均為1-5克，數份生物質炭材料的吸附性能均是已知的且吸附性能各不相同；數 份有機醇的體積相等且均為5-20mL; (2) 通過步驟（1)中的數份生物質炭材料的吸附性能和與之相對應的溫度最高值，得出 數組關于生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的數據，將吸附性能與溫度最高值的數據 擬合成方程，得到生物質炭材料的吸附性能與溫度最高值的模擬方程； (3) 將生物質炭材料試樣與有機醇混合得到反應液，當生物質炭材料試樣與有機醇發 生劇烈吸附反應時，記錄反應液的溫度最高值，將該溫度最高值代入步驟(2)的模擬方程中 直接得到生物質炭材料試樣的吸附性能；生物質炭材料試樣的重量和步驟（1)中生物質炭 材料的重量相等，有機醇的體積和步驟(1)中有機醇的體積相等。2. 根據權利要求1所述的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法，其特征在于:在5-35Γ 的環境溫度下測定反應液的溫度變化并記錄溫度的最高值。3. 根據權利要求1所述的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法，其特征在于:有機醇為 甲醇或乙醇。4. 根據權利要求1所述的生物質炭材料吸附性能快速檢測方法，其特征在于:重復步驟 (3)的操作以檢測不同生物質炭材料試樣的吸附性能。
【文檔編號】G01N25/20GK105928856SQ201610246847
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】潘炘
【申請人】浙江省林業科學研究院