一种改性生物炭的制备方法及改性生物炭.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CN110252242A(43)申请公布日2019.09.20(21)申请号201910415230.7C02F101/20(2006.01)(22)申请日2019.05.17(71)申请人兰州大学地址730000甘肃省兰州市天水南路222号(72)发明人赵转军尤阳石淼徐苗苗姚莉卫范天凤李静宋怡然王泽民(74)专利代理机构北京润泽恒知识产权代理有限公司11319代理人莎日娜(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)B01J20/28(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种改性生物炭的制备方法及改性生物炭(57)摘要本发明提供了一种改性生物炭的制备方法，属于化学工艺技术领域。所述方法以生物质材料为原料，进行烘干、煅烧、研磨后获得生物炭，再将物质的量为2:1的铁盐和亚铁盐混合，与氨水混合制成四氧化三铁胶体沉淀，再将所述生物炭加入所述四氧化三铁胶体沉淀中，通氮气条件下搅拌、再密闭静置获得磁性生物炭，最后将所述磁性生物炭与一定比例的含氮前体放入管式炉中煅烧，获得改性生物炭。本发明所提供的改性生物炭采用生物质材料为原料，在保持对金属镉高效吸附能力的同时，便于分离回收，提高了生物质材料的回收利用率，也提高了吸附法净化水体金属镉污染的效率。CN110252242ACN110252242A权利要求书1/1页1.一种改性生物炭的制备方法，其特征在于，所述方法包括：清洗生物质材料后，将所述生物质材料烘干至质量恒定，将烘干后的生物质材料装填在坩埚中，并压实加盖，在室温下放入马弗炉或管式炉中，在预设煅烧温度下加热第一预设时间后，冷却至室温后取出，研磨过筛，获得生物炭；所述生物质材料包括玉米秸秆粉、水稻杆粉、木耳菌糠粉中的至少一种；将铁离子物质的量比为2:1的铁盐和亚铁盐溶于超纯水中，加入含氨25％～28％的氨水制得四氧化三铁胶体沉淀，加入与所述四氧化三铁胶体质量比为第一预设比例的所述生物炭，在通氮条件下搅拌第二预设时间，再密闭静置第三预设时间，使用磁铁分离回收获得磁性生物炭的粗产品，洗涤所述粗产品并烘干，研磨过筛，获得磁性生物炭；将质量比为第二预设比例的含氮前体和所述磁性生物炭放入管式炉中，在惰性气体气氛下控制升温程序以预设升温速度从室温升至600℃，并在600℃下保温第四预设时间，再将温度以预设升温速度从600℃升至800℃并保温第五预设时间，然后在氨气的气氛中自然冷却至室温，获得改性生物炭。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗生物质材料后，将所述生物质材料烘干至质量恒定的步骤包括：将生物质材料使用自来水清洗后，再用蒸馏水清洗三次；将蒸馏水清洗后的生物质材料置于烘箱中，在70～80℃下烘干12小时以上，直至质量恒定。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述生物质材料为玉米秸秆粉或水稻秆粉时，所述预设煅烧温度为300℃～500℃，所述第一预设时间为3小时；当所述生物质材料为木耳菌糠粉时，所述预设煅烧温度为300℃～400℃，所述第一预设时间为3小时。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设比例为1.5:1；所述第二预设时间为30分钟；所述第三预设时间为1小时。5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二预设比例为2:1；所述预设升温速度为每分钟升高10℃；所述第四预设时间为1小时；所述第五预设时间为2～3小时。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气；所述亚铁盐包括七水硫酸亚铁；所述铁盐包括六水氯化铁。7.根据权利要求1、2、4、6中任一项所述的方法，其特征在于，所述含氮前体包括氨气、尿素、乙腈中的任意一种。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述研磨过筛，包括：研磨过80～100目筛。9.一种改性生物炭，其特征在于，所述改性生物炭是由上述权利要求1、2、4、6、8中任一项所述的方法制备的改性生物炭。2CN110252242A说明书1/7页一种改性生物炭的制备方法及改性生物炭技术领域[0001]本发明属于吸附材料领域，特别是涉及一种改性生物炭的制备方法及一种改性生物炭。背景技术[0002]现代工业化进程的发展使重金属污染成为了日益严峻的环境污染问题之一，其中重金属镉(Cd)由于其强毒性、较大的移动性以及难降解等特性而进一步加大了其处理难度。环境中镉的污染主要来源于镉矿床的开采以及冶炼有色金属、玻璃、油漆、电镀、陶瓷、化纤、制药等工业排放“三废”物质。化工企业排放的含镉废水、有色金属冶炼企业含镉废水的排放、雨水冲刷地面以及大气镉尘的迁移沉降都会使镉进入到水体中。[0003]