一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法及其改性生物炭材料.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114700041A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210510073.XB01J20/30(2006.01)(22)申请日2022.05.11C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)(71)申请人广州碧水生态科技有限公司地址510000广东省广州市南沙区环市大道南2号之广州南沙资讯科技园软件南楼3007-3房申请人广州大学中国水产科学研究院南海水产研究所(72)发明人张吉超张伟孙涛肖雅元(74)专利代理机构北京中睿智恒知识产权代理事务所(普通合伙)16025专利代理师邓大为(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法及其改性生物炭材料(57)摘要本发明涉及一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法及其改性生物炭材料,属于环境污染治理技术领域。其制备步骤如下：将榴莲壳烘干，用破碎机磨成粉得到生物质；用管式炉将生物质在500℃，氮气氛围下热解得原始生物炭；将原始生物炭分别与ZrOCl2·8H2O，FeCl2·4H2O在70℃，500rpm下均匀搅拌,用NaOH调节pH至6.5，搅拌24h，得到改性生物炭材料。本发明生物质原料来源广泛，成本低廉，制备简单,并且对废水中的无机砷具有较高的吸附性能，可以进行大规模的生产,应用前景良好。CN114700041ACN114700041A权利要求书1/1页1.一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将榴莲壳用去离子水洗去杂质，用烘箱，在80℃下进行烘干，用破壁机将烘干后榴莲壳磨碎，过200目筛，待用；3将过筛后的榴莲壳生物质放入管式炉，在N2(600cm/min)氛围下，以5℃/min升温至500℃，无氧热解3h；将所得生物炭磨碎，编号BC；称取0.5gBC、6.44gZrOCl2·8H2O和7.84gFeCl2·4H2O(0.04mol)于200mL烧杯中，加入100mL去离子水，25℃搅拌均匀，用NaOH调节pH至6.5，然后500rpm，70℃磁力搅拌24h，将所得混合物在10000rpm,4℃高速离心15min，加水冲洗，如此重复五次，去除多余杂质，将洗净后的混合物放入冷冻干燥机进行冻干，磨碎，编号ZrFe‑BC2。2.一种改性生物炭材料，其特征在于，由权利要求1所述的一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法制备得到。2CN114700041A说明书1/4页一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法及其改性生物炭材料技术领域[0001]本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其涉及一种用于去除水体中无机砷的改性生物炭材料的制备方法即利用该方法制得的改性生物炭材料。背景技术[0002]砷(As)是国际癌症研究机构(IARC)认定的I类致癌物。近年来，水体砷污染十分严重，水体中常见的砷主要是毒性较高的五价砷[As(V)]化合物，其次是三价砷[As(III)]化合物。长期饮用或接触砷含量超标的水会引起砷中毒，严重时会导致死亡。因此，水体砷污染问题亟待解决。水体砷污染具有以下特点：毒性大，长期接触可引发皮肤病变以及癌症等疾病；稳定性高，砷污染物可生物降解性低；污染面积大，不易治理，砷化物随水体流动，所到之处的水域和土壤都会被污染，治理所需经济技术要求较高。[0003]砷无法像有机物一样被降解，故而只能采取一些措施把高毒性砷转化为低毒性砷，游离态砷转化为低水溶性甚至是不溶于水的矿化物质，使其对人类和环境的影响降到最小。通常认为有机砷化合物毒性小于无机砷化合物，As(V)毒性小于As(III)。传统的砷去除方法包括化学沉淀法，离子交换法，膜处理技术及吸附法。化学沉淀技术因其简单易上手，成本低廉的特点，在国内得到广泛运用。但是自然水体中存在很多复杂的、难以控制的物质，在复杂的环境下，应用化学沉淀法可能会生成大量其他的化合物，而且沉淀物的不规范处理会导致二次污染。离子交换技术装置简便易操作而且处理量大，但是利用离子交换法处理砷污染水体时对目标水体的水质有很高的要求，如果原水中含有比较多的各类酸根离子时，阴离子会被很快消耗而失效；主要用于对共存离子较少、需求量较小且对水质有很高要求的特殊行业用水进行处理。膜处理技术是运用膜的选择透过特征，根据粒径大小的差异，借助较高的外部压力将污染物从水中分离的技术。膜处理技术分离精度可达分子级别，而且该过滤过程无化学反应参与，没有相的变化也不需要使用化学试剂，这项技术能够将所有粒径大于膜孔径的污染物有效分离。但是该方法对操作和仪器都有非常严格要求，而且据研究，带负电荷的膜可以有效