[發明專利]一種基于生物質鐵基多孔碳復合吸附材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710889553.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107715836B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 劉獻明;黃逸清;劉向東
• 申請（專利權）人: 洛陽師范學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 炊萬庭

本發明涉及一種基于生物質鐵基多孔碳復合吸附材料的制備方法，以棕櫚絲為原材料，包括以下步驟：一、將棕櫚絲洗滌后在50?80℃下烘干并切碎；二、將棕櫚絲置于氫氧化鈉溶液中，經攪拌、過濾后洗至pH為中性，然后烘干；三、將棕櫚絲在溫度200?400℃下空氣氣氛預氧化處理1?5小時，冷卻至室溫，然后在氮氣保護下，升溫速率為1?5℃/min，升溫至600?1200℃，恒溫60?240分鐘，最后控制降溫速率為2?10℃/min冷卻至室溫后取出，并浸泡于鐵鹽溶液中,浸泡結束后過濾，再次在氮氣保護下，升溫速率為1?5℃/min，升溫至500?800℃，恒溫30?240分鐘，最后控制降溫速率為2?10℃/min冷卻至室溫，即得到復合吸附材料。本發明制得的吸附材料對鉬酸根離子在較寬的pH值范圍內顯示去除率為95%以上。

技術領域

本發明涉及重金屬離子吸附材料技術領域，具體涉及一種基于生物質鐵基多孔碳復合吸附材料的制備方法。

背景技術

環境保護是我國現代化建設中的一項戰略任務，是對可持續發展的必然要求。近年來，由于人們的生產生活水平不斷提高，使得重金屬在自然界的流通量不斷增加，破壞了原有的生物地球化學平衡，局部地區或區域的重金屬含量超過了其環境容量，工業廢水和城市生活污水污染及礦山和冶金工業的重金屬污染使得河流、湖泊水質急劇下降。水體污染日益加深，導致了“水質性”缺水，嚴重影響了人們的生活質量，甚至危害到人們的健康。污染水體的重金屬主要有Mo，Hg，Cd，Pb，Cr，Zn，Cu，Co等。其中重金屬鉬不僅是動植物生長必需的營養元素之一，同時也是非常重要的戰略資源。環境中的鉬有兩個來源：①風化作用使鉬從巖石中釋放出來。估計每年有1000噸進入水體和土壤，并在環境中遷移。鉬分布的不均勻性，造成某些地區缺鉬而出現“水土病”；又造成某些地區含鉬偏高而出現“痛風病”（如蘇聯的亞美尼亞）。②人類活動中愈來愈廣泛地應用鉬以及燃燒含鉬礦物燃料（如煤），因而加大了鉬在環境中的循環量。鉬在地殼中的平均豐度為1.3ppm，多存在于輝鉬礦、鉬鉛礦、水鉬鐵礦中，鉬尾礦內部呈現酸性或堿性環境時，比如輝鉬礦(MoS₂)均可以轉化為 MoO₄^2-。中國規定地面水中鉬最高容許濃度為 0.5毫克/升，然而常因鉬礦開采技術相對落后，尾礦管理力度不夠，導致部分地區產生了相對嚴重的鉬污染事件，如洛陽欒川鉬礦區以及遼寧省葫蘆島市鉬礦區等。目前對重金屬鉬的研究工作主要集中在缺鉬對動植物帶來的影響及危害，對鉬污染導致的環境問題及解決方法研究很少見，因此對重金屬鉬污染的治理研究是很有必要的。遼寧省葫蘆島市2005年因烏金塘水庫水源地的鉬污染，全市必須另找水源，雖然目前采用化學工藝法對水庫鉬污水進行治理，使其能夠供水，但遠遠不能滿足當地居民的需求，且該方法對入庫河流的鉬污染不能起到防治作用。洛陽欒川由于鉬尾礦堆積過多，當地水源受到了不同程度的污染，導致魚類大量的死亡，也影響了當地生活環境。

目前國內外對環境中鉬污染的處理技術(包括人工濕地法、化學沉淀法、離子交換法及吸附法)。人工濕地雖能將鉬分離出水體，但含有鉬的基質和功能植物存在污染轉移等不可控風險；化學沉淀法對中低濃度污水的去除效果較好，但剩余污泥較難處理，不能被循環利用；離子交換法能有效將污鉬分離出水體，并通過解吸實現樹脂多次利用，但樹脂適應性較差，對pH值等反應控制條件要求較高；傳統材料為主的吸附法使用廉價材料富集污染物質，但存在二次污染的問題。因此結合不同吸附材料的優缺點，開展生物質復合材料的制備及其作為廢水中重金屬離子的吸附材料具有很大的研究價值和應用前景。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種基于生物質鐵基多孔碳復合吸附材料的制備方法，以棕櫚絲為原材料，制得的吸附材料對鉬酸根離子在較寬的pH值范圍內顯示去除率為95%以上。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種基于生物質鐵基多孔碳復合吸附材料的制備方法，包括以下步驟：

一、將棕櫚絲洗滌后在50-80℃下烘干，并切碎，備用；