一种钾基磁性生物炭及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115888626A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211490806.4C02F1/28(2023.01)(22)申请日2022.11.25C02F101/30(2006.01)(71)申请人师大（清远）环境修复科技有限公司地址511518广东省清远市高新技术产业开发区创兴大道18号天安智谷科技产业园产业大厦T0218层09号申请人华南师大（清远）科技创新研究院有限公司(72)发明人方战强罗佳宜易云强(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师林德强(51)Int.Cl.B01J20/02(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种钾基磁性生物炭及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种钾基磁性生物炭及其制备方法。这种钾基磁性生物炭的制备方法，包括如下步骤：1)在硫酸亚铁和硫酸钾混合溶液中加入农林废弃物，浸渍，离心，得到固体混合物；2)将所述固体混合物进行煅烧处理，得到钾基磁性生物炭。本发明采用硫酸亚铁、硫酸钾和农林废弃物制备钾基磁性生物炭，可以有效防止钾和铁的析出，减少二次污染风险。CN115888626ACN115888626A权利要求书1/1页1.一种钾基磁性生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在硫酸亚铁和硫酸钾混合溶液中加入农林废弃物，浸渍，离心，得到固体混合物；2)将所述固体混合物进行煅烧处理，得到所述钾基磁性生物炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述硫酸亚铁和硫酸钾混合溶液中铁元素的质量百分数为10‑20％，钾元素的质量百分数为10‑20％。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述农林废弃物与所述硫酸亚铁和硫酸钾混合溶液的质量体积比为1g：(35‑50)mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述浸渍的时间为1.5‑2.5h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述煅烧的温度为550‑650℃。6.一种钾基磁性生物炭，其特征在于，所述钾基磁性生物炭由权利要求1至5任意一项所述的制备方法制备得到。7.根据权利要求6所述的钾基磁性生物炭，其特征在于，所述钾基磁性生物炭的比表面积为260‑400m2/g。8.权利要求1至5任意一项所述的制备方法制备得到的钾基磁性生物炭在处理含甲硝唑废水中的应用。9.一种含甲硝唑废水的处理方法，其特征在于，包括将权利要求1至5任意一项所述的制备方法制备得到的钾基磁性生物炭和过硫酸盐投放至含甲硝唑的废水中。10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述钾基磁性生物炭的投加量为0.1‑1g/L；所述过硫酸盐的投加量为0.5‑5mmoL/L。2CN115888626A说明书1/6页一种钾基磁性生物炭及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及废物资源化利用领域，尤其涉及一种钾基磁性生物炭及其制备方法和应用。背景技术[0002]磁性生物炭(MBC)通常是一类由废弃生物质和铁盐合成的具有磁响应的多孔材料，因具有原材料来源广、制备简单且成本低等优点，被广泛应用于环境修复领域。已有研究证实MBC能够有效的活化双氧水(H2O2)、过硫酸盐(PS)和过氧单硫酸盐(PMS)等氧化剂，产生强氧化性的自由基降解水中有机污染物。然而，MBC活化氧化剂降解有机物过程中存在效能不高的问题。例如，Yi等人发现采用中药渣和花生壳制备的MBC活化H2O2对MNZ的去除率低于25％。同样地，Dong等人发现MBC能活化过硫酸盐降解多环芳烃，但是活性差，仅有21％的多环芳烃的被去除。因此，如何进一步提升MBC的活化效能是需要重点关注的问题。[0003]MBC作为复合材料，其组分构成及其组分赋存形态差异是影响活化性能的关键。MBC中能够有效激活氧化剂的关键组分主要为Fe(Ⅱ)、持久性自由基以及含氧基团(C＝O和O‑C＝O)等。因此，调控MBC中的活性组分含量是提高MBC活化性能的有力突破口。相较于其他组分，通过调控MBC中Fe(Ⅱ)的含量来增加其活化效能的可达性更强。从已有研究报道来看，调控MBC中Fe(II)化合物的含量主要有以下几个途径：1)优选合成MBC的生物质。例如，Yi等通过半定量分析发现，采用纤维素含量高的甘蔗渣合成的MBC中Fe(II)的含量约是采用中药渣作为原料合成MBC的3倍；2)调控合成MBC的热解温度。例如，Chen等通过改变热解过程中的温度，有效的提高了磁性生物炭中Fe(II)的含量，成功地将磁性生物炭中Fe(II)含量从0.9％提高到16.8％；3)掺杂其他元素。例如，Cai等人发现在MBC制备过程中掺杂Cu