一种氮掺杂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CN115738998A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211490088.0C02F1/28(2006.01)(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(2023.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种氮掺杂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氮掺杂磁性生物炭及其制备方法。一种氮掺杂磁性生物炭的制备方法，包括如下步骤：1)在硫酸亚铁和尿素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，得到所述氮掺杂磁性生物炭。本发明利用农林废弃物一步制备氮掺杂磁性生物炭，不仅有利于成本控制也有利于环境保护，且该制备方法简单、工艺步骤少、能耗低，易于实现大规模生产，同时，在制备过程中无废水或是泥渣产生，避免二次污染或产生二次废弃物。CN115738998ACN115738998A权利要求书1/1页1.一种氮掺杂磁性生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在硫酸亚铁和尿素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，得到所述氮掺杂磁性生物炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述硫酸亚铁和尿素混合溶液中铁元素的质量百分数为10‑20％，氮元素的质量百分数为30‑40％。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尿素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℃。6.一种氮掺杂磁性生物炭，其特征在于，所述氮掺杂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所述的氮掺杂磁性生物炭，其特征在于，所述氮掺杂磁性生物炭的比表面积为300‑450m2/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氮掺杂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氮掺杂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，所述氮掺杂磁性生物炭的投加量为0.3‑1.2g/L；所述过硫酸盐的投加量为3‑9mmoL/L。2CN115738998A说明书1/5页一种氮掺杂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，尤其涉及一种氮掺杂磁性生物炭及其制备方法和应用。背景技术[0002]近年来，与传统废水处理技术相比，高级氧化工艺(AOPs)因其高效、适应性强等优点，被广泛用于降解水中生物难降解污染物。炭基材料具有比表面积大、电子传递能力好、热稳定性好和生态友好等固有优势，因而对其在AOPs中的适用性进行了较多的研究。有研究表明，与未掺杂的材料相比，氮掺杂磁性生物炭材料表现出优越的催化活性。这是因为杂原子的掺杂可以调节原始Sp2杂化碳的电子性质，增加比表面积并产生新的活性位点。在热解过程中，氮原子被困在不断增长的碳网络中，导致生物炭中出现吡啶‑N和石墨‑N等氮掺杂结构。这些氮掺杂结构在生物炭中会导致碳网络中电荷分布、键结构和Lewis碱位的变化，从而改善铁的负载、分布和催化活性，加快活性位点的还原能力和过硫酸盐(PS)与催化剂之间的电子转移循环。[0003]但现有的氮掺杂磁性生物炭制备方法复杂、制备成本高，亟需一种制备方法简单、成本低廉的制备方法。发明内容[0004]为了克服现有技术存在氮掺杂磁性生物炭制备方法复杂、制备成本高的问题，本发明的目的之一在于提供一种氮掺杂磁性生物炭的制备方法，本发明的目的之二在于提供一种氮掺杂磁性生物炭，本发明的目的之三在于提供氮掺杂磁性生物炭的应用，本发明的目的之四在于提供一种含甲硝唑废水的处理方法。[0005]为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：[0006]本发明第一方面提供了一种氮掺杂磁性生物炭的制备方法，包括如下步骤：[0007]1)在硫酸亚铁和尿素混合溶液中加入农林废弃物，浸渍，离心