[發(fā)明專利]一種Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料及其制備方法與用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610014943.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105597678B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 譚小飛;劉云國;顧巖嶺;曾光明;劉少博;胡新將;王慧;周璐;李婷婷;江盧華
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
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1.一種Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料，其特征在于，所述復合材料包括生物炭基體，基體上負載有焙燒后的Mg/Al水滑石；所述的Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料的制備順序是：先將Mg/Al水滑石負載到生物質(zhì)原材料上，然后在N₂氛圍下進行加熱處理，生物炭的熱解和Mg/Al水滑石的焙燒同時進行；具體制備步驟如下：

(1)將生物質(zhì)原材料用去離子水清洗，然后在80℃下烘干24小時，將烘干后的生物質(zhì)粉碎，并過2mm篩得到生物質(zhì)粉末；

(2)將2.4g的AlCl₃·6H₂O和6.1g的MgCl₂·6H₂O加入到400mL的超純水中，再將步驟(1)得到的生物質(zhì)粉末加入到該溶液中，混合懸液以130轉(zhuǎn)/分鐘的速度在26℃恒溫水浴振蕩箱中振蕩24小時得到懸液A，再另取16.0g的NaOH和13.25g的Na₂CO₃加入到500mL的超純水中得到溶液B；

(3)將步驟(2)中得到的懸液A和溶液B同時并逐滴地加入到一個三頸燒瓶中，三頸燒瓶中置于恒溫水浴鍋中保持反應溫度60℃，反應過程中用電動攪拌器在400轉(zhuǎn)/分鐘下進行攪拌，并通過調(diào)整懸液A和溶液B的滴加速度使三頸燒瓶中的反應溶液pH保持在10左右，滴加結(jié)束后再持續(xù)反應20分鐘，將反應后的懸液在100℃下老化24小時，然后將得到的沉淀物過濾，并用超純水清洗3遍，然后在80℃下烘干36小時得到Mg/Al水滑石和生物質(zhì)的復合物；

(4)將步驟(3)中得到的Mg/Al水滑石和生物質(zhì)的復合物放入管式氣氛爐中熱解燒制，熱解過程中保持氣氛爐的石英管密封，同時向管內(nèi)以400mL/min的流速通入N₂，以此來保持整個熱解過程的厭氧條件，管式爐的升溫程序設定為：從室溫以7℃/min的升溫速率加熱上升到500℃，并在此溫度條件下持續(xù)熱解2小時，然后開始自然降溫過程，在降溫過程中保持N₂以相同流速持續(xù)通入，冷卻到室溫后取出即得到所述復合材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料，其特征在于，生物炭的原材料選用農(nóng)業(yè)廢棄物、固體廢物或污泥。

3.根據(jù)權利要求1所述的Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料，其特征在于，所述復合材料的制備中Mg²⁺和Al³⁺的摩爾比為3:1。

4.根據(jù)權利要求1所述的Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料，其特征在于，所述復合材料的制備中，管式爐的升溫速率為7℃/min，最高溫度為500℃，并在此溫度條件下持續(xù)熱解2小時。

5.如權利要求1所述的Mg/Al水滑石修飾的生物炭復合材料的用途，其特征在于，用所述復合材料去除廢水中的染料。

6.根據(jù)權利要求5所述的用途，其特征在于，所述復合材料在廢水中用量為2.0g/L。