[發明專利]一種用于處理染料廢水的Fe摻雜核桃殼活性炭及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610073937.0
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105664896B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 李爽;周佳偉;張超;牛桃霞
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/20;B01J20/28;C02F1/28
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒,任立

1.Fe摻雜核桃殼活性炭于處理染料廢水中的用途，所述Fe摻雜核桃殼活性炭中Fe的質量分數為2.15％，比表面積為1779.31m²/g，并且所述Fe摻雜核桃殼活性炭的制備方法包括以下步驟：

(1)酸液處理：將核桃殼研磨過篩后，取粒徑大于100目的核桃殼粉末置于濃度為5～10wt％的酸液中，并在20℃～40℃進行攪拌2～4h后過濾，將濾餅洗至中性，再在90℃～120℃干燥12h～24h，得到酸液處理的核桃殼粉末，所述酸液為鹽酸溶液、磷酸溶液、氫氟酸溶液中的一種或幾種；

(2)無機鹽處理：將經過酸液處理的核桃殼粉末加入到濃度為5～20mmol/L的無機鹽水溶液中，并在20℃～40℃攪拌12h～24h，然后在80℃～100℃干燥0.5h～2h，得到無機鹽-核桃殼混合物，所述無機鹽溶液為硫酸鐵溶液、硫酸亞鐵溶液、硝酸鐵溶液、硫酸亞鐵銨溶液中的一種或幾種；

(3)熱解處理：將無機鹽-核桃殼混合物在氮氣保護下自室溫以5℃/min～10℃/min的速率升溫至600℃～800℃進行熱解反應，并保溫30min～90min，最后冷卻至室溫，得到Fe摻雜核桃殼熱解產物；

(4)活化處理：將Fe摻雜核桃殼熱解產物加入到濃度為1～10mol/L的氫氧化鉀溶液中，20℃～40℃下攪拌2h～5h，然后在60℃～110℃干燥12h～24h、研磨后得到Fe摻雜核桃殼活性產物；

(5)高溫熱處理：將Fe摻雜核桃殼活性產物在氮氣保護下，自室溫以5℃/min～10℃/min的速率升溫至700℃～900℃，并保溫90min～150min，然后冷卻至室溫，得到Fe摻雜核桃殼活性炭。

2.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述步驟(1)中核桃殼粉末的質量與酸液的比為1g∶(10～30)mL。

3.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述步驟(1)、(2)中攪拌是在20℃～40℃的水浴條件下進行的，并且攪拌的轉速為260rpm/min。

4.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述步驟(2)中經過酸液處理的核桃殼與無機鹽溶液的比為1g∶(100～200)mL；步驟(2)中干燥采用旋蒸干燥。

5.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述步驟(3)、(5)中氮氣的流速為100～200mL/min。

6.根據權利要求1所述的用途，其特征在于，所述步驟(4)中Fe摻雜核桃殼熱解產物的質量與氫氧化鉀質量之比為1∶(1～2)。

7.根據權利要求1所述的用途，其特征在于包括：向染料廢水中加入Fe摻雜核桃殼活性炭進行吸附反應10min～60min，完成對染料廢水的吸附；其中，染料廢水中染料為亞甲基藍、甲基橙、甲基紅、孔雀石綠中的一種或幾種，并且染料的濃度為50～550mg/L，所述Fe摻雜核桃殼活性炭的質量與染料廢水的體積之比為1g∶(800～1500)mL。

8.根據權利要求7所述的用途，其特征在于還包括：將處理過染料廢水的Fe摻雜核桃殼活性炭經外加磁鐵收集后，以乙醇離心洗滌，再在110℃下干燥2h，然后置于管式電阻爐中在氮氣氣氛下以5℃/min升溫速率升至400℃燒結2h，其中氮氣流速為100mL/min，保護氣氛下冷卻至室溫后，得到再生Fe摻雜核桃殼活性炭。