一种复合改性生物炭的制备方法及其应用.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CN112295541A(43)申请公布日2021.02.02(21)申请号202011071332.0(22)申请日2020.10.09(71)申请人东南大学地址211100江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人张亚平陈振焱沈凯李贝贝(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人王绎涵(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种复合改性生物炭的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种复合改性生物炭的制备方法，其制备方法包括如下步骤：（1）材料预处理：生物质秸秆经过清洗、干燥并粉碎后，浸渍在氯化铁溶液中一定时间，振荡静置后，烘干至恒重；（2）铁基改性生物炭的制备：将上述材料置于氮气气氛下的管式炉中进行高温炭化，冷却至室温，洗涤，烘干和过筛后，得到铁基改性生物炭；（3）铁基/等离子体复合改性生物炭的制备：将铁基改性生物炭置于等离子体发射器下，静置一定时间后，获得铁基/等离子体复合改性生物炭；该方法制备得到的铁基/等离子体复合改性生物炭，操作简单，成本低廉，兼具两种改性技术的优点，极大提高了对溶液中镉的去除效率。CN112295541ACN112295541A权利要求书1/1页1.一种复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）材料预处理：生物质秸秆经过清洗、干燥并粉碎后，浸渍在氯化铁溶液中，振荡静置后，烘干至恒重；（2）铁基改性生物炭的制备：将上述材料置于氮气气氛下的管式炉中进行高温炭化，冷却至室温，洗涤，烘干和过筛后，得到铁基改性生物炭；（3）铁基/等离子体复合改性生物炭的制备：将铁基改性生物炭置于等离子体发射器下，静置，获得铁基/等离子体复合改性生物炭。2.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的生物质秸秆粉碎后过50目标准筛。3.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的的氯化铁溶液浓度为0.1-1.0mol/L。4.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的浸渍时间为10min，振荡后静置时间为24h。5.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的热解温度为300-600℃，热解时间为1-2h，升温速率为10℃·min-1。6.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的生物炭烘干后研磨并过100目筛。7.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的等离子体发射器功率为30W，周围气氛为氧气。8.根据权利要求1所述的复合改性生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的静置时间为10-30min。9.一种复合改性生物炭，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述的方法制备而成。10.采用权利要求9所述的复合改性生物炭制备方法制备获得的铁基/等离子体复合改性生物炭在废水中镉的去除方面的应用。2CN112295541A说明书1/4页一种复合改性生物炭的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种复合改性生物炭的制备方法及其应用背景技术环境中的重金属具有生物不可降解性，并可能通过食物链的生物富集作用而造成严重的人类健康危害和重大的生态影响。镉（Cd）是最常见且最严重的重金属污染物之一，对人类健康构成越来越大的风险。考虑到镉对环境和人体的巨大危害，沉积物、河流、地下水和土壤中的镉污染受到越来越多的关注。在过去的几十年中，包括化学沉淀，离子交换，膜分离，生物法和吸附法在内的各种物理、化学和生物去除技术已被广泛用于镉污染的治理中。[0002]与其他处理技术相比，吸附法是一种去除废水中重金属污染物的相对简单、环保且具有成本效益的方法。吸附剂的类型主要包括膨润土、高岭土、氢氧化镁、沸石、分子筛和生物炭等。其中，生物炭作为一种新型的高效吸附材料，由于其较大的比表面积和丰富的官能团而开始引起人们的关注。生物炭是一种富氧固体材料，具有微孔结构，并且在限氧条件下通过高温热解富碳生物质而获得的材料。然而，一般而言，原始生物炭对废水中重金属的饱和吸附能力较低。为了进一步提高生物炭的吸附能力，在热解过程之前/之后已经对生物质/生物炭进行了处理或改性。[0003]目前，已有相关研究表明，通过表面化学改性可以改善生物炭材料的表面和表面结构上的官能团，使生物炭具有更多特定吸附功能的活性位点。而在生物质