同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115178239A(43)申请公布日2022.10.14(21)申请号202211107371.0(22)申请日2022.09.13(71)申请人农业农村部环境保护科研监测所地址300191天津市南开区复康路31号(72)发明人申锋徐思瑜(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209专利代理师赵瑶瑶(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/04(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/10(2006.01)C02F101/16(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料及制备方法(57)摘要本发明属于吸附材料技术领域，涉及一种同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料及制备方法，本发明提供的金属改性炭材料吸附剂，包括载体、金属稳定剂以及负载于载体表面的金属氧化物；所述载体包括农业废弃物秸秆中的一种；所述金属稳定剂为氨水；所述金属氧化物中的金属包括Ca、Mg、La中的一种；所述合成方法为氨水汽爆、无溶剂球磨及高温煅烧法，环境友好、高效快速。实施例结果表明，利用本发明提供的‑吸附剂可同步回收实际废水中氮和磷，NO3去除3‑+率达89.8%，磷（PO4）去除率达95.2%，NH4去除率为67.2%，循环使用5次后，金属损失率仅为2.8%，稳定性好。CN115178239ACN115178239A权利要求书1/1页1.一种同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料，其特征在于：包括载体、金属稳定剂以及负载于载体表面的金属氧化物；所述载体为秸秆；所述金属稳定剂为氨水；所述金属氧化物中的金属为Ca、Mg、La中的一种。2.根据权利要求1所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料，其特征在于：所述金属氧化物的负载量为5wt%‑10wt%。3.根据权利要求1所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料，其特征在于：所述金属氧化物为氧化钙、氧化镁、氧化镧中的一种；所述秸秆为水稻秸秆和玉米秸秆中的一种。4.根据权利要求1所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料，其特征在于：所述氨水浓度为25wt%。5.一种同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：①秸秆中加入氨水，密闭反应器中进行低压汽爆；②所得汽爆后的秸秆中加入金属氧化物前体，进行球磨；③随后煅烧，得到金属氧化物负载型多孔吸附剂。6.根据权利要求5所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：所述氨水浓度为25wt%，所述低压汽爆温度为60‑80℃，压强1‑3MPa，维压时间10‑20min，氨水与秸秆质量比为1‑3:1。7.根据权利要求5所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物前体为氯化钙、碳酸钙、氯化镁、碳酸镁、氯化镧中的一种。8.根据权利要求5所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：所述球磨的转速为250‑450r/min,球磨时间为0.5‑2h。9.根据权利要求5所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：所述煅烧的温度为400‑600℃；所述煅烧的时间为2‑4h；所述煅烧气体氛围为氮气。10.根据权利要求5所述的同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物负载型多孔吸附剂中金属氧化物的负载量为5wt%‑10wt%。2CN115178239A说明书1/6页同步吸附水中氮磷的金属改性多孔炭材料及制备方法技术领域[0001]本发明属于材料吸附技术领域，具体涉及一种同步吸附水中氮和磷污染物的金属改性多孔炭材料及其制备方法。背景技术[0002]氮、磷是作物生长过程中的必须元素，然而水环境中氮磷含量过高时会引起农业面源污染，造成水体富营养化，产生严重的生态环境问题；同时，硝酸盐被摄入人体后还会威胁人类健康。科学合理的管控水环境中的氮、磷浓度已受到世界各国的高度重视。通常水体中的氮磷污染物，主要以磷酸盐、硝酸盐和铵盐的形式同时存在，氮磷污染往往也同时发生。[0003]目前去除氮磷污染物的吸附剂大多为单一功能的磷酸盐吸附剂或氮盐吸附剂。磷吸附剂包括锆改性钙基蒙脱石（CN201910601727.8）、镁基纳米材料吸附（CN202010522709.3）、Fe/La双金属改性的碳纳米管（CN202110696005.2），氮吸附剂如多孔炭基材料吸附硝态氮（CN202011355999.3），改性棉纤维混凝剂吸附硝酸盐（CN201811294644.0）。阳离子交换剂吸附铵态氮（CN201380004152.2）等。上述吸附