一种碳材料负载络合态纳米零价铁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CN115893630A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211469283.5C02F101/20(2006.01)(22)申请日2022.11.22C02F101/22(2006.01)(71)申请人西安交通大学地址710048陕西省西安市碑林区咸宁西路28号申请人陕西清岭春创环保产业技术有限公司(72)发明人郑春莉甘思雨林子深朱爱斌孟逸飞(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师张宇鸽(51)Int.Cl.C02F1/70(2023.01)C02F1/28(2023.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种碳材料负载络合态纳米零价铁及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种碳材料负载络合态纳米零价铁及其制备方法和应用，属于重金属污染修复技术领域。本发明公开的碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，采用含羟基或氨基化合物络合二价铁离子，同时与碳纳米管和农业废弃物(包括玉米秸秆、水稻壳和芦苇)制备的生物炭混合，得到混合溶液，并将硼氢化钾溶液加入混合溶液中得到碳材料负载络合态纳米零价铁重金属离子去除剂。制备方法简单、成本低廉，得到的碳材料负载络合态纳米零价铁对重金属离子具有更高的吸附能力和反应能力，具有广阔的应用前景。CN115893630ACN115893630A权利要求书1/1页1.一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将掺杂混合的碳材料、硫化亚铁和含羟基或氨基的化合物加入水中，搅拌后得到混合溶液；S2：将硼氢化钾溶液滴入混合溶液中反应，随后进行固液分离得到反应物，将反应物经过清洗、干燥后，得到一种碳材料负载络合态纳米零价铁。2.根据权利要求1所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S1中，所述掺杂混合的碳材料为碳纳米管和生物炭混合后制备得到；所述生物炭由农业废弃物制备得到。3.根据权利要求2所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，所述农业废弃物包括玉米秸秆、水稻壳或芦苇；所述碳纳米管为多壁碳纳米管。4.根据权利要求3所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S1中，所述含羟基或氨基的化合物为氨基甲烷三丙酸或3‑氨基丙烷磺酸；所述搅拌的时间为10min～15min。5.根据权利要求4所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S1中，当含羟基或氨基的化合物为氨基甲烷三丙酸时，所述碳纳米管、生物炭、硫化亚铁和含羟基或氨基的化合物和水的用量比为(1～1.5)g：(1.5～2.0)g：(3.5～4.0)g：(3.9～4.8)mL：(300～400)mL。6.根据权利要求4所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S1中，当含羟基或氨基的化合物为3‑氨基丙烷磺酸时，所述碳纳米管、生物炭、硫化亚铁和含羟基或氨基的化合物和水的用量比为(1～1.3)g：(3.0～4.0)g：(2.1～3.3)g：(5.0～6.0)mL：(300～400)mL。7.根据权利要求1所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S2中，所述硼氢化钾溶液由硼氢化钾和水混合后得到，所述硼氢化钾和水的用量比为(3.5～4.5)g：(70～100)mL。8.根据权利要求1所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法，其特征在于，S2中，硼氢化钾溶液和混合溶液的用量比为(70～100)mL：(300～400)mL；所述反应的时间为15min～25min；所述干燥为真空冷冻干燥，干燥的温度为‑50℃～‑40℃。9.一种碳材料负载络合态纳米零价铁，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的一种碳材料负载络合态纳米零价铁的制备方法制备得到。10.权利要求9所述的碳材料负载络合态纳米零价铁的应用，其特征在于，所述碳材料负载络合态纳米零价铁作为浓度为1～50mg/L的含Cd(II)废水、1～50mg/L的含Sb(Ⅴ)废水和1～100mg/L的含Cr(Ⅵ)废水中的重金属的去除剂。2CN115893630A说明书1/6页一种碳材料负载络合态纳米零价铁及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于重金属污染修复技术领域，具体涉及一种碳材料负载络合态纳米零价铁及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着经济的快速发展和工业化进程的加快，来自矿业、石油化工、陶瓷、电镀、造纸等行业产生的重金属离子大量排入自然环境中。排放入水体中的重金属离子在自然环境中难以降解，易被水生生物吸收并伴随着食物链的传递对人体产生危害，还对人体的多种器官具有毒害作用。在多种重金属离子中，镉(Cd)、锑(Sb)、铬(Cr)因其毒性作用大、污