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(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CN109103530A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810409731.X(22)申请日2018.05.02(71)申请人石河子大学地址832000新疆维吾尔自治区石河子市北四路221号(72)发明人史玉琳谭周亮魏婷婷伍亮郭旭虹陈龙(74)专利代理机构济南智圆行方专利代理事务所(普通合伙企业)37231代理人王希刚(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称一种利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法及碳材料(57)摘要本发明公开了一种利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法及碳材料,制备方法包括:步骤a:将印染废水絮凝沉淀后干燥,得到干燥的絮凝淤泥,将干燥的絮凝淤泥、羧甲基纤维素钠和高铁酸钾按比例混合;步骤b:将混合物加入管式炉真空处理后,再进行热解;步骤c:将热解制得的黑色固体球磨成粉状;加入去离子水搅拌后,采用抽滤并反复水洗至滤液pH值为6-8;最后真空干燥得到铁掺杂碳材料。本发明的有益效果:能够将含有染料的工业废水处理后的絮体淤泥作为热解前体,并与羧甲基纤维素钠(CMC)和高铁酸钾混合干燥后,热解制备得到铁掺杂碳材料,变废为宝,达到保护环境和经济创收两者的兼顾。CN109103530ACN109103530A权利要求书1/2页1.一种利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤a:将印染废水絮凝沉淀得到的絮体干燥,得到干燥的絮凝淤泥;将干燥的絮凝淤泥、羧甲基纤维素钠(CMC)和高铁酸钾按照质量比为18-25:7-12:1混合后得到混合物,混合均匀并粉碎后得到固体混合物粉末;或者,将干燥的絮凝淤泥、羧甲基纤维素钠(CMC)和高铁酸钾按照质量比为18-25:7-12:1混合后得到混合物,加入混合物1-3倍质量的水,搅拌6-10h;将混合好的溶液,放入冷冻干燥机,在-30℃—-25℃的温度下,真空干燥24-48h,得到固体混合物粉末;步骤b:将得到的固体混合物粉末放入管式炉中,利用真空泵抽真空至-0.08至-0.09MPa,然后以80-150mL/min的流量通入氩气至压力表读数为0;打开出口气阀将安全瓶内气体赶走后,再调节流量计至20-80mL/min;对真空处理后的固体混合物粉末继续在管式炉中进行热解,热解程序为:以5℃/min的升温速率,以持续通入的30-60mL/min的氩气作为保护气,从20℃升温到800℃,恒温120-300min;自然降温至室温或者以5℃/min从800℃降温至400℃后再自然降温至室温,得到黑色固体粉末;步骤c:将热解制得的黑色固体粉末通过球磨机碾磨成120-160目的粉状;加入到装有去离子水的搅拌釜中,搅拌8-12h去除碳材料中的无机盐,其中,去离子水的用量为每1g黑色固体粉末使用300-500mL去离子水洗涤;采用板框抽滤机进行抽滤,反复水洗至滤液pH值为6-8;最后,在50℃-70℃的温度下,真空干燥8-15h,得到铁掺杂碳材料。2.如权利要求1所述的利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法,其特征在于,所述步骤a中,絮体在80-150℃鼓风干燥40-50h,研磨成100-140目的粉末,再以60-90℃真空干燥5-15h,得到干燥絮凝淤泥。3.如权利要求1或2所述的利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法,其特征在于,所述步骤b中的真空处理部分还可以进一步为:将得到的固体混合物粉末放入管式炉中,利用真空泵抽真空至-0.08至-0.09MPa,然后以80-150mL/min的流量通入氩气至压力表读数为0;然后再利用真空泵抽真空至-0.08至-0.09MPa,再以80-150mL/min的流量通入氩气至压力表读数为0,重复三次;第四次将氩气通入至压力表读数为0时,打开出口气阀将安全瓶内气体赶走后,再调节流量计至30-60mL/min。4.如权利要求1至3任一所述的利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法,其特征在于,所述步骤b中的热解程序还可以进一步为:以5℃/min的升温速率,以持续通入的30-60mL/min的氩气作为保护气,从20℃升温到300-400℃,恒温60-90min;再以5℃/min的升温速率,从300-400℃升温到800℃,然后恒温120-240min;最后自然降温至室温或者以5℃/min从800℃降温至400℃后再自然降温至室温,得到黑色固体粉末。5.如权利要求1至4任一所述的利用废弃絮体制备铁掺杂碳材料的方法,其特征在于,在所述步骤a之前还可以包括以下步骤,步骤d:将印染废水的pH值调节为7-10,然后向印染废水中加入絮凝剂,静置一天,去除上层液体,对下层固体进行离心处理,离心的转速为3000-5000