高镉生物炭基吸附剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115121223A(43)申请公布日2022.09.30(21)申请号202210634032.1(22)申请日2022.06.06(71)申请人湖北省生态环境科学研究院（省生态环境工程评估中心）地址430000湖北省武汉市八一路338号(72)发明人李哲泳向罗京袁雅君涂书新苏趋(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242专利代理师方菲(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)C02F1/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)B09C1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称高镉生物炭基吸附剂及其制备方法(57)摘要本发明提供一种高镉生物炭基吸附剂及其制备方法和应用，该生物炭基吸附剂为主要经热解稻壳、高锰酸钾改性、煅烧制备而成的无定形硅锰多孔炭材料，能够选择吸附镉元素，不吸附Se材料，可以达到保硒降镉的技术效果，从而便于保证富硒农产品的安全。CN115121223ACN115121223A权利要求书1/1页1.一种高镉生物炭基吸附剂，其特征在于，所述高镉生物炭基吸附剂为主要经热解稻壳、高锰酸钾改性、煅烧制备而成的无定形硅锰多孔炭材料。2.根据权利要求1所述的高镉生物炭基吸附剂，其特征在于，所述高镉生物炭基吸附剂中，碳元素含量为40～50％，锰元素含量30～35％，氧元素含量为10～12％，比表面积为150～200m2/g，pH为10.5～11.5。3.根据权利要求2所述的高镉生物炭基吸附剂，其特征在于，所述高镉生物炭基吸附剂中，碳元素含量为45～46％，锰元素含量31～32％，氧元素含量为10～11％，比表面积为170～180m2/g，pH为11～11.5。4.权利要求1至3任一项所述的高镉生物炭基吸附剂在除镉保硒方面中的应用。5.一种如权利要求1至3任一项所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：热解稻壳，所述热解稻壳的温度为300℃～720℃，制备稻壳炭；采用高锰酸钾改性稻壳炭，得锰基改性炭；对所述锰基改性炭进行煅烧，所述煅烧的温度为300℃～400℃，即得高镉生物炭基吸附剂。6.根据权利要求5所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述热解稻壳的温度为500℃～700℃，热解时间1～3h。7.根据权利要求5或6所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾改性稻壳炭的工艺参数为：高锰酸钾溶液的质量浓度为5～10％，稻壳炭与高锰酸钾溶液的体积比为1:(0.8～2)，超声1.0～2.5h，再在70℃～90℃蒸除水分。8.根据权利要求7所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的工艺参数为：温度300℃～400℃，煅烧1～4h。9.根据权利要求8所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的升温速率为2～5℃/min。10.权利要求1至3任一项所述的高镉生物炭基吸附剂或者权利要求5～9任一项所述的高镉生物炭基吸附剂的制备方法在制备除镉保硒产品中的应用。2CN115121223A说明书1/5页高镉生物炭基吸附剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及吸附剂技术领域，具体涉及一种高镉生物炭基吸附剂及其制备方法。背景技术[0002]硒是人体必须的微量元素，镉是典型的有毒重金属元素。由于硒和镉、汞等重金属元素易在黑色岩系中富集(碳质板岩、硅质岩等)，风化后赋存在形成的土壤中，使得天然富硒耕地中常出现镉超标的现象，有碍富硒农产业的发展。[0003]吸附法主要采用吸附材料处理废水中的一些重金属。目前，吸附材料的类型主要有天然矿物(如膨润土、蒙脱石、海泡石、铁锰矿等)、工业废弃物(如钢渣、粉煤灰、赤泥等)、生物废料(如锯末、秸秆、生物炭、活性污泥等)、生物炭材料以及其他新型材料(离子交换树脂、聚乙烯高分子材料等)。[0004]其中，生物炭材料来源广泛、性能优异，具有快速吸附与解吸的特点，容易分离和回收利用。但是，目前的改性生物炭材料对重金属和硒均存在显著的吸附能力，不利于富硒产品的开发。发明内容[0005]基于此，有必要提供一种高镉生物炭基吸附剂及其制备方法，该吸附剂可以选择性吸附镉，但是基本不吸附硒，便于保证水体中的硒含量，固定土壤中镉的同时改善硒利用率，从而保证富硒农产品的安全开发。[0006]本发明采用如下技术方案：[0007]本发明提供一种高镉生物炭基吸附剂，为主要经热解稻壳、高锰酸钾改性、煅烧制备而成的无定形硅锰多孔炭材料。[0008]在其中一些实施例中，所述高镉生物炭基吸附剂中，碳元素含量为40～50％，锰元素含量30～35％，氧元素含量为10～12％，比表面积为150～200m2/g，pH为10.5～