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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115970643A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211566135.5B01J20/30(2006.01)(22)申请日2022.12.07C02F1/28(2023.01)C02F101/20(2006.01)(71)申请人武汉市沃农肥业有限公司地址433100湖北省潜江市杨市工业园刘杨路10号(72)发明人张毅慧涂书新吴家琼曾欢程艳万国华(74)专利代理机构武汉经世知识产权代理事务所(普通合伙)42254专利代理师罗林(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/16(2006.01)B01J20/02(2006.01)B01J20/28(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种可回收磁性生物炭及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及环境修复材料技术领域,具体是一种可回收磁性生物炭及其制备方法和应用,包括吸附材料前体、负载二氧化钛的磁性钙基生物炭和负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒的制备。本发明具有以下优点和效果:本发明制备的负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒,能有效地解决普通生物炭无法同时去除镉砷污染和铁氧化物团聚问题;生物炭的空隙结合二氧化钛也避免了二次污染;同时,通过普通硅酸盐水泥造粒的负载二氧化钛的磁性钙基生物炭,在提升镉砷吸附能力的同时,因C‑S‑H凝胶纤维和水合钙硫铝酸盐的形成,不仅具有较好的磁性,也具有足够的物理强度和优秀的水力性能,提供了多种回收途径解决了回收困难的问题。CN115970643ACN115970643A权利要求书1/2页1.一种可回收磁性生物炭制备方法,其特征在于:包括吸附材料前体、负载二氧化钛的磁性钙基生物炭和负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒的制备,所述吸附材料前体的制备包括以下步骤:S1:采用新鲜楠竹制备成干竹粉,将烘干后的干竹粉浸入Fe2+溶液中,调节pH至12,在恒温水浴中连续搅拌,反应后过滤得到生物质‑磁铁矿混合物,真空干燥得到干燥的生物质‑磁铁矿混合物;S2:向S1中干燥的生物质‑磁铁矿混合物中加入碳酸钙粉后,搅拌均匀得到混合物;S3:将S2中的混合物放入马弗炉中升温热解,降温后得热解产物,研磨粉碎过筛后得到吸附材料前体即钙基磁性生物炭;所述负载二氧化钛的钙基磁性生物炭的制备包括以下步骤:S4:将S3中的钙基磁性生物炭和去离子水分别加入到反应器中,经超声反应后真空过滤分离,得到超声波处理的钙基磁性生物炭;S5:将钛酸丁酯与乙醇混合搅拌,随后将S4中的超声波处理的钙基磁性生物炭加入到混合液,再次混合搅拌后过滤得到沉淀物,沉淀物经水洗与醇洗后真空干燥过筛,得到负载二氧化钛的磁性钙基生物炭;所述负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒的制备包括以下步骤:S6:将S5中的负载二氧化钛的磁性钙基生物炭与普通硅酸盐水泥混合后导入圆盘造粒机中造粒,经筛分后制得负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒。2.根据权利要求1所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S3中混合物压实后包裹铝箔纸、放入马弗炉中并通氮气吹拂至充满炉膛,以20℃min‑1升温至400℃,保持400℃热解120min,自然降温得热解产物,研磨粉碎后过100目筛,得到吸附材料前体即钙基磁性生物炭。3.根据权利要求2所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S4中超声反应恒定条件为28KHZ、25℃保持15分钟。4.根据权利要求3所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S5中水洗与醇洗的次数分别为至少2次。5.根据权利要求4所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S1中Fe2+溶液摩尔浓度为0.1molL‑1,Fe2+溶液中的氯化铁与硫酸亚铁摩尔比为1:2,所述S1中水浴温度为60℃、真空干燥温度为50℃。6.根据权利要求5所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S2中碳酸钙粉占干燥的生物质‑磁铁矿混合物重量的2‑4%。7.根据权利要求6所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S5中钛酸丁酯与乙醇体积比为1:3,所述S5中真空干燥温度为100℃。8.根据权利要求7所述的一种可回收磁性生物炭粒制备方法,其特征在于:所述S6中负载二氧化钛的磁性钙基生物炭与普通硅酸盐水泥质量比为1:2,所述S6中负载二氧化钛的硅酸盐复合钙基磁性生物炭粒粒径为4‑6mm。9.一种可回收磁性生物炭,其特征在于:采用如权利要求1~8中任一项所述可回收磁性生物炭的制备方法制备而成。10.一种根据权利要求1~8任一项所述可回收磁性生物炭在重金属污染水体修复中的2CN115970643A权利要求书2/2页应用。3CN1