一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115138332A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202210718439.2C02F101/20(2006.01)(22)申请日2022.06.23(71)申请人华中农业大学地址430070湖北省武汉市洪山区狮子山街1号(72)发明人黄丽周振王辉程彭岗周富忠周明华(74)专利代理机构武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)42231专利代理师姜婷(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C09K17/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法及其应用。酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，包括以下步骤：获得生物炭材料；将上述生物炭材料进行酸化处理，得到酸改性生物炭材料；将上述酸改性生物炭材料通过高锰酸钾和硫酸锰处理，得到酸锰复合改性生物炭钝化材料。本发明的酸锰复合改性生物炭钝化材料对重金属(如Cd和Pb等)的吸附效果显著，原料来源广泛，制备工艺简单，成本较为低廉，是一种性能优异的钝化剂材料。除此之外，其重金属钝化效果同比市场上售卖的生物炭得到了质的提升，为新型低成本水和土壤中重金属钝化剂的制备提供了一种新的工艺方法。CN115138332ACN115138332A权利要求书1/1页1.一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获得生物炭材料；将所述生物炭材料进行酸化处理，得到酸改性生物炭材料；将所述酸改性生物炭材料通过高锰酸钾和硫酸锰处理，得到酸锰复合改性生物炭钝化材料。2.根据权利要求1所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，所述生物炭材料通过将秸秆混合物依次进行热解、冷却、清洗、干燥后得到。3.根据权利要求2所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，所述秸秆混合物为玉米秸秆、小麦秸秆、油菜和水稻秸秆中的至少一种；热解过程中，升温速率为5～20℃/min，热解温度为400～600℃，热解时间为8～12h，热解过程在限氧条件下进行，氧浓度为1～8％。4.根据权利要求1所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，所述酸化处理的过程中，采用的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；酸溶液的浓度为1～2mol/L，生物炭材料与酸溶液的用量比为W：V＝1g:10～20mL；酸化处理的温度为20～30℃，酸化处理的时间为12～36h，酸化处理过程在摇床震荡的条件下进行。5.根据权利要求1所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾和硫酸锰处理的过程包括：将酸改性生物炭材料与高锰酸钾溶液混合，随后在70～90℃下缓慢滴加硫酸锰溶液，滴加结束后，在50～60℃下继续搅拌1～2h，之后自然冷却老化6～10h。6.根据权利要求5所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾和硫酸锰溶液浓度为0.6～1mol/L，所述酸改性生物炭材料与高锰酸钾溶液、硫酸锰溶液的用量比为1g：(30～50)mL：(5～10)mL，所述硫酸锰溶液的滴加速率为1～3mL/min。7.一种酸锰复合改性生物炭钝化材料，其特征在于，所述酸锰复合改性生物炭钝化材料通过权利要求1～6中任一项所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法得到。8.一种如权利要求7所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的应用，其特征在于，所述酸锰复合改性生物炭钝化材料应用于吸附重金属。9.根据权利要求8所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的应用，其特征在于，所述重金属为Cd或Pb。10.根据权利要求8所述酸锰复合改性生物炭钝化材料的应用，其特征在于，所述酸锰复合改性生物炭钝化材料作为土壤中重金属钝化剂。2CN115138332A说明书1/7页一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及水和土壤污染修复技术领域，尤其是涉及一种酸锰复合改性生物炭钝化材料的制备方法及其应用。背景技术[0002]近年来，由于工业化和城市化进程的加快，土壤中重金属污染问题愈发严重。全国受到污染的土壤总点位超标率达到16.1％，污染类型中以无机污染为主，其超标点位占全部污染点位的82.8％，尤其是西南、中南地区重金属污染点位超标范围较为广泛。然而环境中重金属含量超过一定限度后会对周边地区造成巨大的污染和破坏，例如铅锌矿的开采造成了周边铅(Pb)、锌(Zn)和镉(Cd)等的含量超标，导致周边生态链断裂，造成土壤退化，植株死亡，物种群落衰减。除此之外，重金属在土壤中有着很高的迁移能力，可以随着营养元素的吸收进