一种生物质炭基纳米复合材料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CN114950359A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210439294.2C25B11/065(2021.01)(22)申请日2022.04.25C25B11/075(2021.01)C25B11/073(2021.01)(71)申请人山东农业工程学院C02F101/20(2006.01)地址250199山东省济南市历城区洪楼祝甸东申请人山东省农业科学院(72)发明人陈燕贾洪玉陈富丽刘彦君李霞王羽王晓聪(74)专利代理机构济南日新专利代理事务所(普通合伙)37224专利代理师刘亚宁(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种生物质炭基纳米复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及材料领域，具体涉及一种生物质炭基纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明所述生物质炭基纳米复合材料以吸附重金属后的废弃生物质炭为原料，其含有高浓度的重金属离子，在对其进行热解后不仅能够有效防止重金属离子的二次释放，而且能够有效的提高生物炭的电化学性能，在化学修饰电极、电池、超级电容器等领域具有重要的应用前景。所述生物质炭基纳米复合材料的制备方法无需额外添加其它药品，避免造成二次污染，是一种绿色、成本低廉的方法。CN114950359ACN114950359A权利要求书1/1页1.一种生物质炭基纳米复合材料，其特征在于，其原料包括生物质炭和重金属离子；所述重金属离子的用量小于等于生物质炭的最大吸附量。2.根据权利要求1所述生物质炭基纳米复合材料，其特征在于，所述原料为吸附重金属离子后的废弃生物质炭。3.根据权利要求1或2所述生物质炭基纳米复合材料，其特征在于，所述生物质炭包括菌根生物质炭和苦瓜藤生物质炭。4.权利要求1‑3任一项所述生物质炭基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：收集吸附重金属离子后的生物质炭，在400‑700℃温度条件下热解1‑5h，冷却后研磨、过筛即得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，过80‑100目筛。6.权利要求1‑3任一项所述生物质炭基纳米复合材料在制备电极修饰材料、电池、超级电容器中的应用。7.权利要求1‑3任一项所述生物质炭基纳米复合材料在制备生物小分子电化学反应所用催化剂中的应用。2CN114950359A说明书1/4页一种生物质炭基纳米复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及材料领域，具体涉及一种生物质炭基纳米复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]吸附法是目前公认的解决水体重金属离子污染问题的最有效方法之一。然而，吸附重金属后的吸附剂具有高浓度的重金属，一般属于危险废物，合理的处理和处置这些有毒有害的废吸附剂是制约吸附法可持续发展的主要瓶颈问题之一。[0003]然而目前针对处理重金属之后的废吸附剂的处理研究较少，一般采用强无机酸或EDTA溶液解吸重金属和热处理的方法，浸提法需要大量的化学试剂，浸出溶液的排放或浸出的生物质会增加成本并造成二次污染。热处理法会产生大量持久性有机污染物和细小颗粒物，影响大气环境。[0004]目前需要一种绿色、资源化的方式处理废生物质吸附剂，这对实现生物质吸附剂可持续发展具有重要的意义。发明内容[0005]为解决以上所述问题，本发明提供一种生物质炭基纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明所述生物质炭基纳米复合材料具有良好的电学性能，本发明为吸附重金属离子后的废弃生物质炭的再利用提供了一种新的途径。[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：[0007]本发明第一方面提供一种生物质炭基纳米复合材料，其原料包括生物质炭和重金属离子；所述重金属离子的用量小于等于生物质炭的最大吸附量。[0008]进一步地，所述原料为吸附重金属离子后的废弃生物质炭。[0009]进一步地，所述生物质炭包括但不仅限于菌根生物质炭和苦瓜藤生物质炭。[0010]本发明第二方面提供以上第一方面所述生物质炭基纳米复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：收集吸附重金属离子后的生物质炭，在400‑700℃温度条件下热解1‑5h，冷却后研磨、过筛即得。[0011]进一步地，过80‑100目筛。[0012]本发明第三方面提供以上第一方面所述生物质炭基纳米复合材料在制备电极修饰材料、电池、超级电容器中的应用中的应用。[0013]本发明第四方面提供以上第一方面所述生物质炭基纳米复合材料在制备生物小分子电化学反应所用催化剂中的应用。[0014]与现有技术相比，本发明具有以下优势：[0015]本发明所述纳米材料以吸附重金属后的废弃生物质炭为原料，其含有高浓度的重