一种铁锰改性椰壳生物炭材料及其制备方法与应用.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CN111715183A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号202010526972.X(22)申请日2020.06.11(71)申请人湖南农业大学地址410128湖南省长沙市芙蓉区农大路1号(72)发明人铁柏清罗海艳彭鸥杨蕊嘉刘玉玲李丹阳彭亮魏祥东刘孝利杜辉辉雷鸣周细红(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所(普通合伙)43205代理人王艳宁星耀(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B09C1/08(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种铁锰改性椰壳生物炭材料及其制备方法与应用(57)摘要一种铁锰改性椰壳生物炭材料及其制备方法与应用，所述材料由可溶性铁盐与可溶性高锰酸盐对椰壳生物炭改性而得，所述材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将可溶性铁盐与可溶性高锰酸盐分别溶于水，混合均匀，调节pH值，得混合溶液；（2）将椰壳生物炭加入步骤（1）所得混合溶液中，得悬浊液；（3）将步骤（2）所得悬浊液超声分散，加热蒸干，然后置于马弗炉中，惰性气体气氛下改性，冷却，洗涤、烘干，得铁锰改性椰壳生物炭；所述材料可高效钝化土壤中Cd、As生物有效性，阻控水稻对Cd、As的吸收与累积，对Cd、As复合污染的土壤具有较好的修复作用。CN111715183ACN111715183A权利要求书1/1页1.一种铁锰改性椰壳生物炭材料，其特征在于，所述材料由可溶性铁盐与可溶性高锰酸盐对椰壳生物炭进行改性而得。2.根据权利要求1所述铁锰改性椰壳生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将可溶性铁盐与可溶性高锰酸盐分别溶于水，混合均匀，调节pH值，得混合溶液；（2）将椰壳生物炭加入步骤（1）所得混合溶液中，得悬浊液；（3）将步骤（2）所得悬浊液超声分散，加热蒸干，然后置于马弗炉中，在惰性气体气氛下改性改性，冷却，洗涤、烘干，得铁锰改性椰壳生物炭。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述可溶性铁盐为Fe(NO3)3。4.根据权利要求2或3所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述可溶性高锰酸盐为高锰酸钾。5.根据权利要求2～4之一所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合溶液中铁与锰的摩尔比为2～4:1，优选3:1；所述pH值为7。6.根据权利要求2～5之一所述制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述椰壳生物炭与混合溶液的质量比为8～11:1，优选10:1。7.根据权利要求2～6之一所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述超声分散的温度为20～30℃，所述超声分散的时间为1～3h。8.根据权利要求2～7之一所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述水浴加热的温度为80～95℃；所述改性的温度为500～700℃，所述改性的时间为20～60min。9.根据权利要求2～8之一所述制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述洗涤的方式为用去离子水冲洗，所述烘干的温度为55～75℃。10.如权利要求1所述铁锰改性椰壳生物炭材料在Cd、As复合重金属污染的土壤的应用。2CN111715183A说明书1/3页一种铁锰改性椰壳生物炭材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于重金属污染修复领域，尤其涉及一种铁锰改性椰壳生物炭材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]Cd是银白色有光泽的金属，其毒性较大，被Cd污染的空气和食物对人体危害严重，且在人体内代谢较慢，日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。As是类金属元素，广泛存在于自然界，As与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与许多种的合金中。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构把As与其无机化合物列在一类致癌物清单中。[0003]湖南是“有色金属之乡”，同时也是“鱼米之乡”，因有色金属矿山开采导致Pb、Cd、Hg、As等重金属污染的土壤面积达2.8×104km2，占湖南省总面积的13%，耕地土壤的重金属污染严重影响了农产品质量。湖南粮食作物以种植水稻为主，2013年被报湖南大米镉含量超标，引起各界高度关注。[0004]生物炭是由生物质材料在缺氧环境下热解而成的一种富碳材料，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面官能团，可有效地钝化土壤中的重金属，降低其生物有效性，是一种应用前景广阔的钝化材料。[0005]因As在自然界中以砷酸盐和亚砷酸盐的形式存在，生物炭通常呈碱性表面带负电，因此会限制其对土壤中As的钝化，因此，生物炭无法同时钝化Cd和As两种重金属。发明内容[0006]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的不足，提供一种工艺简单、价格低廉、对重金属污染土壤修复效果显著的铁锰改性椰