一种生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115231680A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210741637.0(22)申请日2022.06.28(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人张亚雷周雪飞赵江杜佳纹黄宝蓉陈天吟侯琤刘能倩(74)专利代理机构北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)11531专利代理师于武贵(51)Int.Cl.C02F1/70(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F1/72(2006.01)C02F101/20(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开一种生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法及其应用，涉及材料和水处理技术领域。本发明公开的生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法为：将还原铁粉和秸秆置于球磨机中，在转速为300rpm的条件下球磨3h，得混合物；将混合物置于管式炉中，通入氮气，升温至900℃，保温2h后，冷却至室温，取出，研磨过200目筛，即得。本发明还利用过氧化钙‑生物炭负载纳米零价铁修复水体中铅和SMX复合污染，在酸性条件下水中铅和SMX的去除率均可达到100％。本发明将过氧化钙与生物炭负载纳米零价铁有机结合，具有成本低、吸附性能好、不易团聚、去除效率高、工艺流程简单和操作方便等优点，可应用于重金属铅和新型有机污染物SMX复合污染的原位修复或抽水处理。CN115231680ACN115231680A权利要求书1/1页1.一种生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、将还原铁粉和秸秆置于球磨机中，在转速为300rpm的条件下球磨3h以上，得混合物；S2、将上述球磨后的混合物置于管式炉中，通入氮气以排除炉腔中的氧气，然后升温至900℃，保温2～3h，然后自然冷却至室温，取出，研磨过200目筛，制得生物炭负载纳米零价铁。2.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述还原铁粉和所述秸秆的质量比为1：(1～3)。3.根据权利要求2所述的生物炭负载纳米零价铁的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，通入氮气的时间为10～20min，升温速率为5℃/min。4.一种如权利要求1‑3任一项所述的生物炭负载纳米零价铁的制备方法制得的生物炭负载纳米零价铁。5.一种如权利要求4所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，用于去除水体中重金属及有机污染物。6.一种如权利要求4所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，采用过氧化钙‑生物炭负载纳米零价铁来修复水体中铅和SMX的复合污染。7.根据权利要求6所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，所述过氧化钙‑生物炭负载纳米零价铁修复含有铅和SMX复合污染物的水体的方法为：首先，向含有铅和SMX的水体中投加过氧化钙，然后用盐酸和氢氧化钠调节水体的pH值；再向水体中投加所述生物炭负载纳米零价铁，置于恒温振荡器中进行降解反应。8.根据权利要求7所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，所述pH值为3～9；所述恒温振荡器的温度为常温，转速为180rpm，震荡时间为2～12h。9.根据权利要求7所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，所述水体中铅浓度为1.49mg/L；所述水体中SMX的浓度为20mM；所述过氧化钙投加到水体中的浓度为50mg/L。10.根据权利要求7所述的生物炭负载纳米零价铁的应用，其特征在于，所述生物炭负载纳米零价铁的平均粒径为200目，所述生物炭负载纳米零价铁投加到水体中的浓度为500mg/L。2CN115231680A说明书1/5页一种生物炭负载纳米零价铁材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及材料技术领域和水处理技术领域，尤其是涉及一种生物炭负载纳米零价铁及其制备方法，具体涉及一种过氧化钙‑生物炭负载纳米零价铁协同修复水体中重金属及新型有机污染物的复合污染的方法。背景技术[0002]随着工业化和城市化过程进一步推进，人类生产生活产生的重金属通过多种途径进入地表水和地下水中，水体污染问题愈加严重。残留在水环境中的重金属超出标准，会通过食物链进入人体，导致细胞癌变，危害人体健康。铅(Pb)是一种青白色重金属，在空气中表面被迅速氧化成暗色，被广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。是重金属污染中毒性较大的一种，对人体很多系统都有毒性作用。铅中毒会出现贫血、脑缺氧等状况，还会引起泌尿系统不良症状。[0003]同时，化学品的大量生产和使用，将种类繁多、理化性质各异的新型有机污染物排放到环境中。水溶性的药品和个人护理用品