一种铁基生物炭海绵复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113198417A(43)申请公布日2021.08.03(21)申请号202110414227.0C02F1/28(2006.01)(22)申请日2021.04.16C02F101/10(2006.01)(71)申请人云南省烟草公司玉溪市公司地址653100云南省玉溪市红塔区凤凰路102号申请人浙江大学(72)发明人杨肖娥王港李江舟代快张立猛(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人韩聪(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种铁基生物炭海绵复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种铁基生物炭海绵复合材料及其制备方法和应用，属于污水处理技术领域。所述制备方法包括：(1)生物炭的制备；(2)改性处理：将原始生物炭浸泡于三氯化铁溶液中，搅拌，再固液分离，收集固体，干燥后热解，制得铁基生物炭；(3)原位聚合：将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌得到乳状液体，然后加入铁基生物炭，搅拌均匀后加入发泡剂，再加入硫酸溶液和甲醛溶液，搅拌均匀后倒入模具中，干燥发泡制得所述的铁基生物炭海绵复合材料。本发明采用生物质废弃物为原料，绿色环保；制备的复合材料吸水性，耐腐蚀性，耐冲击性较好，可以应用于自然流动水体的污染净化，且对水体中磷酸根吸附效率高，在废水处理领域具备潜在的应用价值。CN113198417ACN113198417A权利要求书1/1页1.一种铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)生物炭的制备：将生物质废弃物进行热解碳化制得原始生物炭；(2)改性处理：将原始生物炭浸泡于三氯化铁溶液中，搅拌，再固液分离，收集固体，干燥后热解，制得铁基生物炭；(3)原位聚合：将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌得到乳状液体，然后加入铁基生物炭，搅拌均匀后加入发泡剂，再加入硫酸溶液和甲醛溶液，搅拌均匀后倒入模具中，干燥发泡制得所述的铁基生物炭海绵复合材料。2.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，热解碳化温度为400‑600℃，热解时间为2‑4h，热解过程中持续通入氮气，热解产物冷却后过筛10‑100目。3.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物质废弃物为椰壳丝、棕榈丝、芝麻秸秆。4.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，三氯化铁溶液的浓度为1mol/L，原始生物炭与三氯化铁溶液的质量比为1：1.5。5.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌速度为50‑200rpm，搅拌时间为6‑24小时。6.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，于氮气气氛下热解，温度为200‑400℃，时间为20min‑1h。7.如权利要求1所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，聚乙烯醇水溶液的质量百分比浓度为5～20％，以聚乙烯醇和水的总质量每100g计，铁基生物炭的添加量为5‑15g，发泡剂添加量为1‑10mL，硫酸溶液添加量为5‑15g，甲醛溶液添加量为6‑12mL；其中铁基生物炭的粒径为1.98mm‑0.075mm，发泡剂为正戊烷和OP‑10乳化剂，硫酸溶液的质量百分比浓度为10％‑60％，甲醛溶液质量百分比浓度为37％，含有10％‑15％甲醛稳定剂。8.如权利要求7所述的铁基生物炭海绵复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，聚乙烯醇1799与水以质量比1:9混合，以两者总质量每100g计，粒径为0.150mm的铁基生物炭的添加量为10g；正戊烷添加量为2ml；OP‑10乳化剂为亲水、羟值87±10，添加量为2mL；硫酸溶液浓度为50％，添加量为10g；甲醛溶液添加量为8mL。9.如权利要求1‑8任一项所述的制备方法得到的铁基生物炭海绵复合材料。10.如权利要求9所述的铁基生物炭海绵复合材料在污染废水中对磷吸附的应用。2CN113198417A说明书1/7页一种铁基生物炭海绵复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种铁基生物炭海绵复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]磷是水体富营养化形成的关键元素，水体富营养化导致水体中藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体中的溶解氧含量急速降低，鱼类及其他水生生物大量死亡。水体富营养化已经成为当今全球面临的重大环境问题。近年来，利用吸附技术对富营养化水体的修复成为热点，铁、铝等金属离子作为吸附剂具