根据最近的一篇论文发表在杂志上可持续性,将剩余的藻类生物质转化为附加值产品对改善海藻养殖的经济至关重要。藻hydrochar形成热液治疗期间是一个物质丰富的含氧官能团和碳,这使得污水清理一个很好的选择。
研究:水热碳化的残余藻类生物质生产Hydrochar Biobased金属吸附剂。图片来源:c . Khongchum / Shutterstock.com
藻类的重要性
剩下的藻类生物质提取后获得重要的脂质被称为lipid-extracted藻类(LEA),它富含碳水化合物和蛋白质。LEA是藻类的副产品业务质量的三倍的藻油脂收集生物柴油的一代。LEA可以使用水热碳化加工增值产品(HTC)提高藻类技术经济学藻lipid-based生物燃料的一代。
水热碳化和Hydrochar
水热碳化(HTC)是一个热液过程,发生在低温下(180 - 250 C)和压力(2 - 10 MPa)。在HTC,藻类生物量受到一系列的化学事件,导致一种固体物质称为hydrochar,高碳含量和生化的结构与煤。生成Hydrochar接触面积较小,但在较低的温度下(因此更便宜的成本)和丰富的含氧官能团,使金属吸附。
废弃物、城市垃圾、纤维素生物燃料和LEA都可能变成hydrochar碳质来源。LEA的好处是,它在未来将广泛获得bioeconomy作为副产品在大量藻类生物炼制旨在从藻类油脂制造生物燃料。
Hydrochar和重金属去除
锌和铜等重金属离子使用hydrochar移除受污染的土壤。低成本材料被去除的欧洲杯足球竞彩研究来自不同来源的重金属废物和水的解决方案。各种工业操作,如冶炼和精炼,创建大量的含金属废水,必须在释放到环境之前清理干净。
重金属是溶于水和可能被生物吸收,导致海洋动物和人严重的健康问题。这类废水已经对水生生态系统产生有害影响。
残余废物处理流程
现在有各种方法处理废水,如沉积和膜过滤技术,然而他们都是昂贵的。吸附是一个可行的解决方案,主要是集中在活性炭来自木炭和木材。然而,化石能源和可再生活性炭是昂贵的。
作为biobased吸附剂,大量低成本hydrochar生物炭来源于藻类和其他农业残留物进行了调查。biobased吸附剂材料的好处是丰富的饲料,价格低,吸附能力,易于制欧洲杯足球竞彩造和再生能力。然而,由于生产成本高,他们仍在工作。
当前的研究试图评估的有效性HTC-produced LEA hydrochar金属清理的方式利用LEA。
研究发现
发现反应时间(1 - 3 h)对hydrochar生产没有影响,但温度和固体加载。LEA hydrochar收益率从36.4%至26.8不等,并拒绝几乎线性温度时从180增加到220 C,和固体加载从15个减少到8%。
最优HTC加载温度和材料导致的最大hydrochar生产似乎是大欧洲杯足球竞彩约180摄氏度和15%,分别。由于木质素分解的更强的抵抗力,木质生物质产生更高的hydrochar收益率(55 - 80%)。
Hydrochar收益率经过水热碳化lipid-extracted Picochlorum oculatum: (a)在各种温度恒定的15%固体装载2 h;(b)在各种固体附加费率(%)在一个恒定的温度为2 h 180°C。图片来源:Tsarpali, M et al .,可持续性
hydrochar样品的接触面积和平均孔径形成的不同从2.1到10.3 m2 / g和2.4到7.1 nm,分别。相当大的增加(5倍)总面积hydrochar与烧结温度上升可以归因于高温热裂解。
表面积和平均孔隙大小的hydrochar准备在不同HTC的温度。图片来源:Tsarpali, M et al .,可持续性
生产的LEA和热重分析(TGA) hydrochar样本显示热性能的变化。LEA温度范围为25 - 110 C,而hydrochar 25 - 135 C的温度范围,减少氧浓度从49.9增加近21%,而近68%碳从43也证实了元素分析技术。
总之,利用水热碳化,电力消费低于分解,lipid-extracted藻类生物质转化为hydrochar有趣的金属吸收能力。虽然从理论上讲可以想象,这种技术只能在经济上可行的在宽范围内,如藻类生物炼制。hydrochar被发现丰富的含氧官能团,它改善了金属离子吸附在评估合成工业废水。
进一步的阅读
Tsarpali, M。库恩,j . n . & Philippids g P。,2022年。水热碳化的残余藻类生物质生产Hydrochar Biobased金属吸附剂。可持续发展,14 (1)。455年。可以在:https://www.mdpi.com/2071-1050/14/1/455
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