一种铝锰复合改性生物炭的制备及其在磷去除方面的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113457622A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110640984.X(22)申请日2021.06.09(71)申请人南京融众环境工程研究院有限公司地址211500江苏省南京市六合区雄州街道王桥路59号(72)发明人徐德福周晓飞许有仁(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256代理人任立(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C10B53/02(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称一种铝锰复合改性生物炭的制备及其在磷去除方面的应用(57)摘要本发明公开了一种铝锰复合改性生物炭的制备方法，包括（1）秸秆清洗后自然风干，粉碎后放置瓷坩埚内，放入马弗炉中炭化，自然冷却至室温后取出，用去离子水反复冲洗，洗净后在烘箱中干燥，干燥后的生物炭经研磨，过筛，得到秸秆生物炭，放于自封袋内密封保存；（2）称取秸秆生物炭于250ml锥形瓶中，然后加入AlCl3溶液和KMnO4溶液，搅拌，之后置于摇床中震荡，取出抽滤后用去离子水反复冲洗，置于烘箱中烘干，烘干后的生物炭称重后放入瓷坩埚，于生物炭制备温度下活化，自然冷却至室温后取出，即得铝锰复合改性生物炭；该制备方法简单易行，快捷方便，制备出的铝锰复合改性生物炭吸附能力强，对磷元素的吸附具有较宽的pH适应范围，具有较强的适应性。CN113457622ACN113457622A权利要求书1/1页1.一种铝锰复合改性生物炭的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）生物炭的制备将秸秆清洗后自然风干，经粉碎机粉碎后放置瓷坩埚内，然后放入马弗炉中于500~600℃下炭化3h，自然冷却至室温后取出，用去离子水反复冲洗5次，洗净后在80℃烘箱中干燥12h，干燥后的生物炭经研磨，过0.08mm筛，得到秸秆生物炭，放于自封袋内密封保存；（2）AlCl3和KMnO4复合改性生物炭的制备取步骤（1）中制备的秸秆生物炭于250ml锥形瓶中，然后加入AlCl3溶液和KMnO4溶液，用玻璃棒搅拌10min，之后置于200r·min‑1摇床中震荡3h，取出抽滤后用去离子水反复冲洗，去除杂质和附着物后，置于烘箱中，80℃烘干，将烘干后的生物炭称重后放入瓷坩埚，于500~600℃下活化0.5h，自然冷却至室温后取出，即得铝锰复合改性生物炭。2.根据权利要求1所述的铝锰复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述秸秆为玉米秸秆或芦苇秸秆。3.根据权利要求1所述的铝锰复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：步骤（2）中按照质量比计AlCl3:KMnO4:秸秆生物炭=2:2:20的比例向锥形瓶中加入AlCl3溶液和KMnO4溶液。4.一种权利要求1所述的铝锰复合改性生物炭制备方法制备的铝锰复合改性生物炭在磷去除方面的应用。5.根据权利要求4所述的铝锰复合改性生物炭制备方法制备的铝锰复合改性生物炭在磷去除方面的应用，其特征在于：磷去除方面的应用为应用于pH值在5‑10含磷污水中磷的去除。2CN113457622A说明书1/5页一种铝锰复合改性生物炭的制备及其在磷去除方面的应用技术领域[0001]本发明涉及一种铝锰复合改性生物炭的制备及其在磷去除方面的应用，属于活性炭制备领域。背景技术[0002]当前国内淡水湖泊富营养化日益严重，大量工业、农业、生活含磷废水排入自然水体对生态环境造成威胁，严重破坏水体生态多样性平衡，对水生生物的生存造成巨大威胁。为了缓解水环境压力，在控制源头排放的基础上，也要加大对现水体中磷元素的去除力度。从绿色环保的角度出发，多种除磷方法被开发利用，其中，吸附法由于其造价低廉、除磷效率高、二次污染小、易回收利用等优势得到了广泛的应用。生物炭是生物有机材料在缺氧环境中，经高温热裂解后产生的固态产物，具有巨大的比表面积，是一种极具潜力的吸附材料。然而由于生物炭原材料（多为植物秸秆）本身富含大量磷元素，经裂解制备的生物炭在水体中会产生磷释放作用，会抑制磷吸附作用。因此，研制一种对磷吸附能力强的生物炭具有重要意义。[0003]酸碱改性是利用强酸强碱改性生物炭，使其表面的酸碱官能团发生变化，从而提高生物炭的吸附能力。如利用HNO3改性玉米秸秆生物炭，改性后生物炭表面含氧酸性官能+2+团大量增加，比表面积增大，提高其对磷的吸附。利用镁改性生物炭，NH4与溶液中的Mg和3‑PO4发生沉淀反应，生成鸟粪石（MgNH4PO4•6H2O）促进磷的去除。利用FeCl3溶液改性小麦秸秆生物炭，改性后生物炭表面的羧基含量增加，碱性官能团含量显著降低，改性