一种生物炭负载纳米零价铁材料及其应用.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CN110586038A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910993049.4(22)申请日2019.10.18(71)申请人华中农业大学地址430070湖北省武汉市南湖狮子山街1号(72)发明人易宝军雷陈澳吴允连刘欣朱瑶袁巧霞(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所42001代理人董路(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F103/18(2006.01)C02F101/10(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种生物炭负载纳米零价铁材料及其应用(57)摘要本发明公开了一种生物炭负载纳米零价铁材料及其应用，该零价铁材料的制备方法为：1、将生物质进行粉碎并进行初级化学改性，得到改性生物质；2、在氮气氛围下，先将热解炉升温至450-550℃，接着将改性生物质置于热解炉中进行热解，然后以平均2～3℃/min的速率升温至650-750℃，得到生物炭；3、将生物炭进行深度化学改性，得到改性生物炭；4、将无水乙醇、亚铁盐、超纯水和改性生物炭，混合均匀，得到悬浊液；5、在氮气氛围下，向悬浊液中滴加还原剂还原亚铁离子，滴加完成后，陈化反应0.5-1h，得到所述的生物质负载纳米零价铁材料。该零价铁材料采用改性和变温煅烧的方式制备，大大改善了其性能，使得其可用于去除脱硫废水中的硒元素，主要是对亚硒酸盐的脱除效果更佳。CN110586038ACN110586038A权利要求书1/1页1.一种生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于由以下方法制备而成：1.1、将生物质进行粉碎，得到生物质粉末，将生物质粉碎进行初级化学改性，洗涤并干燥，得到改性生物质；1.2、在氮气氛围下，先将热解炉升温至450-550℃，接着将改性生物质置于热解炉中进行热解，然后以平均2～3℃/min的速率升温至650-750℃，再冷却至室温，得到生物炭；1.3、将生物炭进行深度化学改性，得到改性生物炭；1.4、将无水乙醇、亚铁盐、超纯水和改性生物炭，混合均匀，得到悬浊液；1.5、在氮气氛围下，向悬浊液中滴加还原剂还原亚铁离子，滴加完成后，陈化反应0.5-1h，反应结束后，过滤，将滤饼洗涤并烘干，粉碎，得到所述的生物质负载纳米零价铁材料。2.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于：所述的生物质为木屑、椰子壳、核桃壳、水稻秸秆和竹粉中的一种，或者几种的任意组合。3.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于所述的初级化学改性的方法为：先用0.3-0.7mol/L的盐酸、0.3-0.7mol/L的氢氧化钠溶液或12-18wt％过氧化氢溶液浸泡生物质或生物炭6-10h，随后洗涤并干燥。4.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于所述的深度化学改性的方法为：先用0.8-1.2mol/L的盐酸、0.8-1.2mol/L的氢氧化钠溶液或25-35wt％过氧化氢溶液浸泡生物质或生物炭20-28h，随后洗涤并干燥。5.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于：所述的改性生物炭与铁元素的质量比为1-6:1。6.根据权利要求1所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于：所述的还原剂为硼氢化钠，亚铁盐为七水合硫酸亚铁。7.根据权利要求6所述的生物炭负载纳米零价铁材料，其特征在于：所述的硼氢化钠与七水合硫酸亚铁的摩尔比为1:1.1-1.3。8.一种权利要求2所述的生物炭负载纳米零价铁材料在去除水体中硒元素的应用。9.根据权利要求8所述的生物炭负载纳米零价铁材料的应用，其特征在于：当水体中硒元素的浓度为10mg/L时，所述的生物炭负载纳米零价铁材料的用量为0.7-1.3g/L水体，当水体中硒元素的浓度每增加10mg/L，所述的生物炭负载纳米零价铁材料的用量为增加0.7-1.3g/L水体。2CN110586038A说明书1/7页一种生物炭负载纳米零价铁材料及其应用技术领域[0001]本发明属于材料制备与水处理技术领域，具体涉及一种生物炭负载纳米零价铁材料及其应用。背景技术[0002]硒元素是一种生物体所需的微量元素，是维持生物体正常生命活动的重要成分之一。然而一旦生物体摄入过量的硒，生物体的健康将会受到损害，造成某些疾病甚至导致死亡。[0003]近十几年的相关调查研究显示，在燃煤发电的脱硫废水及部分工业、农业废水中，硒元素的含量远超自然界中的平均水平，最终在生物富集作用下在人体中富集，影响人的身体健康和生活质量。而即使是在硒含量超标的水体中的硒元素含量也相对较低，同时在水中的硒形态复杂，主要为四价(Se(IV))及六价(Se(VI)