生物炭水凝膠怎麼做

1. 如何製造醫用水凝膠

醫用水凝膠有很多種類。總體來說是以去離子水加上一些高分子共聚物和交聯劑等物質組成凝膠狀。
如一種水凝膠以丙烯醯胺、丙烯酸羥基酯或甲基丙烯酸羥基酯及交聯劑的共聚物與去離子純水組成，共聚物的重量百分比為2-10％，去離子純水的重量百分比為90-98％。
具體配方不公開的。

2. 據說能拯救世界的生物炭，究竟適不適合用來做肥料

說個大家都知道的——黑土地。黑壤之所以那麼肥沃那麼黑，除了含有豐富的腐殖質外，還因為它含有炭。早在上世紀，印第安人就開始將炭和有機質摻入土中，製造肥沃的黑土，而這種炭在今天，就被稱為生物炭。

一般來說，生物炭是在低氧環境下，通過高溫裂解木材、秸稈等材料，使其碳化形成的。聽起來製作簡單，但可千萬別小看它。

《用生物炭管理環境》一書中，據康奈爾大學的生物炭研究者們估算，生物炭每年可吸收10億噸溫室氣體，如果大規模生產生物炭，可以幫助減緩全球氣候變化。

研究結果表明，製造生物炭是一種固定二氧化碳的經濟可行的方式，不僅固化了樹木和作物內已吸收的二氧化碳，其產物「生物碳」保存在土壤中，幾千年都不會發生變化，生產可再生能源的同時，還提高了土壤肥力，提高農作物產量。

生物炭填埋還有利於改善土壤排水系統，並將80%左右的諸如一氧化氮和甲烷等溫室氣體封存在土壤中，阻止其排放到大氣中。

這種用生物炭鎖定碳的理念已經贏得像詹姆斯·拉夫洛克這樣重量級科學家的支持。

我國農業恰逢秸稈還田技術蓬勃發展，生物炭的宣傳也就不足為奇了。

不過我國主要是用廢棄的秸稈進行操作，與其焚燒秸稈，不如製成生物炭試試效果，而且就實際施用情況來看，對瘠薄的土地確實有一定效果。

3. 炭氣凝膠的制備方法

炭氣凝膠的制備一般可分為三個步驟：即形成有機凝膠、超臨界乾燥和炭化。其中有機凝膠的形成可得到具有三維空間網路狀的結構凝膠；超臨界乾燥可以維持凝膠的織構而把孔隙內的溶劑脫除；炭化使得凝膠織構強化，增加了機械性能，並保持有機凝膠織構。 (Super-critical drying)
超臨界流體概念的提出可追溯到一百多年前。而超臨界流體乾燥技術是Kistler S.S開創的。超臨界流體無汽液界面而兼有液體和氣體性質，具有特殊的溶解度、易調變的密度、較低的粘度和較高的傳質速率等特點，因此乾燥過程中可維持凝膠結構。超臨界乾燥介質多採用醇類等有機溶劑，由於其易燃易爆及Air Glass實驗室的事故，迫使研究者開發新的乾燥介質。Tewari P H等採用二氧化碳作為超臨界乾燥介質，降低了乾燥溫度，提高了安全性，乾燥時間較長。但多採用CO2乾燥介質。 RF氣凝膠的密度范圍0.03~0.60g/cm 3，比表面積350~900m2/g．典型孔隙尺寸小於50nm，網路膠體顆粒尺寸3~20nm，暗紅色透明。RF氣凝膠在惰性氣氛或真空條件下炭化得到玻璃狀炭氣凝膠。在炭化時，升溫速率和氣氛對炭氣凝膠性能有重要影響，一般情況下炭化收率不大於50% 。但炭氣凝膠基本繼承了RF氣凝膠的織構，這歸因於經歷的炭化是固相炭化反應。
常見制備方法
以間苯二酚和甲醛為原料在鹼性催化劑的作用下形成凝膠，然後以二氧化碳為介質進行超臨界乾燥製得有機氣凝膠，再將有機氣凝膠在惰性氣體保護下高溫熱解即得碳氣凝膠。這種方法的缺陷在於制備凝膠時必須有鹼性催化劑的催化，當催化劑濃度較高時凝膠在超臨界乾燥和碳化過程中均有很大收縮，難以得到低密度的碳氣凝膠，而當催化劑濃度較低時往往得不到凝膠，而且制備周期長、工藝復雜，並難以控制。

4. 水凝膠成膠方法 溫敏水凝膠的具體做法

1、它們在水中可迅速溶脹至一平衡體積而仍能保持其形狀和三維空間網路結構，並在一定的條件下脫水退溶脹，是一類集吸水、保水、緩釋於一體並且發展迅速的功能高分子材料。

2、水凝膠溶脹過程中溶劑在凝膠中以兩種方式進行滲透:溶劑分子直接擴散到網路的外表面或內部（與凝膠體積無關）;網路的擴張引起聚合物鏈在溶劑中的運動。後一過程取決於互擴散系數，通常比溶劑擴散系數小幾個數量級，因此膨脹速率主要取決於凝膠網路在溶劑中的運動，由互擴散系數來表徵。

3、環境敏感水凝膠為一類能自身感知、處理並可做功而響應外界環境細微變化或刺激的水凝膠。自80年代中期以來，有關研究日趨活躍。所謂外部刺激包括溫度、pH、離子強度、電場、外加應力、光（包括可見光和紫外光）和特異化學物質刺激或幾種刺激的同時作用。

4、水凝膠的制備方法一般有兩種∶一種是烯類單體在交聯劑存在下聚合而成，稱為化學凝膠；另一種是由水溶性聚合物直接交聯得到，這種交聯既可為共價鍵型也可為非共價鍵型。非共價鍵交聯型即為物理凝膠，其中的聚合物鏈可通過不同的相互作用如氫鍵、疏水締合、靜電作用形成結合區。此外，也可使用輻射交聯法制備水凝膠。

5、溫敏水凝膠是吸水（或溶劑）量在某一溫度有突變的一類水凝膠，溶脹比發生突變時的溫度即為敏感溫度。由於其溫度敏感性大，有較大的溶脹比，且敏感溫度與人們接近，這使得其在物料分離、固定化酶、免疫分析、葯物釋放等方面有廣闊的用途。

6、其溫度敏感性較低，溶脹比較低，從而其應用范圍較窄。本發明利用聚環氧乙烷、羥丙基丙烯酸酯、甲基纖維素、聚乙二醇等為原料，開發一種溫度敏感性高、溶脹比大、應用范圍廣的溫敏水凝膠。

5. 關於活性炭的製作工藝，詳細一點，謝啦

1．化學活化法化學活化法是把化學葯品加入原料中，然後在惰性氣體介質中加熱，同時進行炭化和活化的一種方法，通常採用鋸屑等植物性原料．葯品活化法有三大缺點：① 對設備腐蝕性很大；② 污染環境；③活性炭中殘留有化學葯品活化劑，應用方面受到限制．1．1．氯化鋅法氯化鋅法製造工藝為在原料中加人重量是原料0．5～4倍、比重為1．8左右的濃氯化鋅溶液並進行混合，讓氯化鋅浸漬，然後在回轉爐中隔絕空氣加熱600-700℃ ，由於氯化鋅的脫水作用，原料里的氫和氧主要以水蒸氣的形式放出，形成多孔性結構發達的炭。1.2 磷酸法磷酸活化原則上是將精細粉碎的原料與磷酸溶液混合，接著混合物被烘乾，並在轉爐內加熱到400～600℃ ，眾所熟知的工藝過程是在較高的溫度下(1100℃ )進行的．1.3 以鹼為活化劑的化學活化法近來，以氫氧化鉀等鹼性活化劑的化學活化法引人注目．將煤焦與氫氧化鉀混合，在氬氣流中進行低溫、高溫二次熱處理，製得比表面積為2 918 平米／克的活性炭．選用經一次炭化核桃殼或石油焦，加入1～ 5倍氫氧化鉀，充分混合，系統通氮氣保護，低溫脫水，高溫活化，可製得高比表面積活性炭。美國Standard Oil公司於1971～1974的4年中申請了五篇用石油焦制備活性炭的專利，其要點為：用硝酸將石油焦氧化成石油焦酸，然後在不同的工藝條件下用過量的氫氧化鉀活化，製得比表面積在1 000-2 600 m ／g的活性炭．這種活化方法收率低，工藝繁瑣復雜，物料處理困難，未能在工業上應用．因此該公司又於1978年公開了用3倍量的氫氧化鉀在850℃ 活化石油焦的專利．日本Kansal Coke and Chemicals公司在800℃ 減壓條件下用3倍量的氫氧化鉀直接活化石油焦製得 比表面>3 000 平米 ／克的活性炭。 1.2 氣體活化法氣體活化法是把原料炭化以後，用水蒸氣、二氧化碳、空氣、煙道氣等，在600～1 200℃ 下進行活化的方法．它的主要工序為炭化和活化，炭化就是將原料加熱，預先除去其中的揮發成分，製成適合於下一步活化用的炭化料．炭化過程分為400℃ 以下的一次分解反應，400～700℃ 的氧鍵斷裂反應，700～1 000℃ 的脫氧反應等三個反應階段，原料無論是鏈狀分子物質還是芳香族分子物質，經過上述三個反應階段獲得縮合苯環平面狀分子而形成三向網狀結構的炭化物。炭化物的吸附能力低，這是由於炭中含有一部分碳氫化合物、細孔容積小以及細孔被堵塞等原因所致．活化階段通常由在大約900℃ 下，把炭暴露於氧化性氣體介質中，進行處理而構成．活化的第一階段，除去被吸附質並使被堵塞的細孔開放；進一步活化，使原來的細孔和通路擴大；隨後，由於碳質結構反應性能高的部分的選擇性氧化而形成微孔組織。1.2.1 微波加熱法制活性炭含碳原料在600℃ 以上的溫度下進行預熱處理，與水蒸氣、二氧化碳、含氧氣體或活化產生的氣體接觸，以微波直接加熱，即可完成活化．但由通常活化方法能製得活性炭的煤類、石油類、木質類等原料，想用微波加熱到完全活化溫度是不可能的．例如煤、瀝青、木材等原料，若照射微波，最初因水分發熱，溫度可達100℃ 左右，然後當水分蒸發完 ，發熱極小，要升溫到100℃ 以上，或不可能或需很長的時間．1.2.2 活性炭微波加熱蒸汽活化法微波加熱蒸汽活化法能使活性炭內部表面積顯著擴大．具體過程為：先將原料製成一定粒度和比重，通入水蒸氣充分攪拌，使其均勻濕潤，根據毛細管現象，植物纖維素原料的各纖維間的微孔中存在著游離水分，從而使原料濕潤膨脹，然後，以這些游離水分為電解質，用微波放射，游離水分急劇蒸發，產生蒸汽壓，從原料內部向外爆發性壓出．如此急劇作用，使纖維間的空間擴大，同時急劇乾燥，並產生無數龜裂，原料的多孔結構更為顯著，內部表面積進一步擴大．再連續干餾炭化，同時通以蒸汽，蒸汽不斷地流到原料的多孔和龜裂的地方，抑制和排除碳化氫的固著，直至炭化完畢，能很好地保持其多孔結構。1.3葯品活化和氣體活化的配合使用氣體活化和葯品活化有時還配合起來使用．對受過葯品活化處理的炭，進一步進行水蒸氣活化，有時能製造出特殊細孔分布的產品，並使幅度很廣的細孔數增加．用活性炭處理含有會堵塞炭的細孔的那樣物質的氣體時，例如，用粒狀活性炭從城市煤氣中吸附除去苯時，活性炭的細孔被城市煤氣中的二烯烴堵塞而迅速老化．為製造這種情況下能使用的活性炭，曾應用過這種配合使用的活化方法．勒吉公司的苯佐爾邦牌活性炭就是有代表性的這類活性炭。1.4 連續炭化活化法用比較簡單的流動加熱爐連續進行炭化和限制氧化活化的活性炭生產方法，並且操作省工、產品質量較好．該方法特點是：把含水率調整到l5％ ～30％ 的活性炭原料，連續地送入流動加熱爐，同時由爐底鼓入適量的空氣，使爐內進行炭化和限制氧化活化，在原料入爐前到載入爐時，僅向爐內送入少量火種，加上從爐的下部鼓入適量空氣，促使原料部分燃燒，以便加熱原料本身．爐內溫度和炭化速度靠鼓入空氣量和投料量進行調整．鼓風除用於原料部分燃燒和加熱外，還用於使炭化過程中的粒子流態化和連續不斷進行的活化反應中。1．5流化床一步法製造活性炭流化床一步法製造活性炭上是近年來發展的煤制活性炭新工藝．該法將原料篩分後直接送入流化床，在初始流化速度下炭化和活化，活化溫度和活化氣體分布均勻，可有效地活化反應原料．既可處理粉狀原料也可處理粒狀原料，生產工藝還簡單，受到了高度重視．英國國家煤炭局採用該法生產無煙煤活性炭已投入商業運行．但單段流化床一般適合間歇操作，連續操作活化不均勻．田崎米四研究表明，流化床段數的增加，可使連續操作與間歇操作收到相同的活化產品．但該工藝製造成型活性炭時磨損嚴重，如把粉煤細粒子與成型原料混合活化，磨損可大大減輕，可同時製取粉狀和粒狀活性炭．工藝比加入惰性細粒子簡單，設備生產能力也大．1.6 快速炭化活化法研究者認為，利用快速熱解工藝可以生產廉價的活性炭，這種活性炭有良好的吸附性能，使用後不需再生，可直接用作氣化原料．已有的實驗研究結果表明快速熱解可顯著提高活性炭比表面積，在快速熱解過程中引入高溫水蒸氣介質，對活性炭表面結構有顯著影響．邱介山等用落下床輻射爐，以碳酸鉀為催化劑，探討黃縣褐煤在水蒸氣介質中催化快速炭化生產活性炭的可能性．結果表明：實驗中所得活性炭的空隙結構指標和吸附性能指標已達到或接近某些市售活性炭的水平．1.7褐煤半焦壓塊活化工藝目前褐煤制活性炭應用較為普遍的是褐煤半焦壓塊活化工藝．這種工藝首先將褐煤炭化，然後將半焦粉碎至0．1mm以下，加入瀝青粘結劑成型壓塊，粉碎壓塊後加入活化爐活化，經篩分或磨細可製得粒狀或粉狀活性炭．澳大利亞和歐洲採用的都是這種工藝．1.8 其它的生產方法張雙全等探討了以硝酸鹽為主的氧化性復合催化劑制備煤基活性炭的新工藝，利用該催化劑將催化和氧化統一起來．結果表明，硝酸鋇的活性差，不宜作為催化劑使用；鉀化合物是製造活性炭的良好催化劑；助催化劑磷在活性炭空隙結構發展上起著重要的作用；原料中的灰分對催化劑效能的發揮起阻礙作用；實驗的復合催化劑可以提高活化反應速度l倍以上，在相同燒失率時獲得較高的吸附性能，或在相同的燒失率時提高活化得率，從而降低活性炭的生產成本．澳大利亞Robert將20％氫氧化鉀溶液70～75 ml與乾燥原煤或酸洗煤20 g混成凝膠膏狀，用壓塑機壓制出直徑6 mm的煤段，乾燥後直徑變為3 mm，堅硬，然後在900℃ 氮氣保護下餾16 h，干餾炭用稀酸浸提回收鉀鹽後製得產品．原煤活性炭表面積為l 340 m ／g，酸洗煤活性炭的為l 500 平米／g．在美國也開發類似工藝，但氫氧化鉀用量更大，製得粉狀活性炭表面積高達3 000 平米 ／g．但是在美國將原料褐煤及次煙煤用稀酸(如磷酸)處理，處理目的主要不是浸出礦物質，而是使煤中的一些成分交聯，然後直接壓塊活化製造活性炭，產量和活性都大大提高．2活性炭制備的發展趨勢2．1活性炭原料方面傳統的活性炭制備多以木材、木炭、木屑、椰子殼、果核等為原料，隨著社會環保意識的增強，尤其是1998年發生在長江、松花江、嫩江流域的特大洪水使人們已切身體會到生態惡化對民族生存和可持續發展的巨大負面影響，國家迅速對自然林禁伐．致使木材、木炭的來源萎縮，即制備活性炭的原料受到極大地限制，價格也呈上漲趨勢，在此形勢下，利用切實可行的新工藝，以礦物質原料代替生物質原料制備活性炭具有重大的前途和意義．2．2活性炭制備方法由於活性炭原料的廣泛性，同時，同一材質也因地理環境、自然條件的不同而不同，有時成分差異很大，如用同一種制備方法，使活性炭的質量以及材料的最大利用率受到極大限制．因此，今後活性炭的制備將在傳統的制備基礎上朝著多樣化、新穎性、針對性發展．隨著活性炭新的應用領域的出現以及對性能更好的新產品的需求，開發節能、高效新工藝、新設備、提高產品質量、降低生產成本成為活性炭行業的重要任務．

6. 炭氣凝膠的應用

炭氣凝膠有很高的比表面和孔體積，而且其孔徑可控，是比較理想的模板材料。用表面活性劑合成中孔氧化鋁，在去除表面活性劑時，會導致其中孔結構的塌陷，而且原料醇鹽比較昂貴，它們的水解速率也難以控制。而用炭氣凝膠I副為模板，只需將硝酸鋁水溶液滲透到炭氣凝膠中，然後進行簡單的乾燥和煅燒即可。通過調整氣凝膠的結構就可控制氧化鋁的孔體系。同時它可以作為模板制備中孔的沸石Y¨和ZSM-5，除了沸石本身所擁有的微孔外，還引進中孔，擴展了沸石的應用范圍。

7. 化學：生物材料水凝膠怎麼到處都有在用，那是真正的水凝膠嗎

水凝膠是一大類物質的總稱，只要構成這種凝膠的高分子是親水性的，都可以稱作是水凝膠，比如常見的果凍、豆腐，分子生物學實驗中用到的聚丙烯醯胺凝膠、瓊脂糖凝膠等都屬於水凝膠。所以很多物質都稱作水凝膠從概念上說是沒問題的。

8. 生物炭對土壤中重金屬Cd吸附解析實驗怎麼做

就是將土壤樣先溶解到一定時間，再通過生物炭；動態的應該攪拌一定時間，並根據時間不同時間在經過生物炭試驗。

9. 外韌內強的新型水凝膠是怎麼做出來的