[發明專利]一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法

有效

• 申請號: 201711139135.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107814385B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 胡松;陳小芳;向軍;任強強;何立模;廖廣;張玉飛;張雅妮;蘇勝;汪一;許凱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/324;C01B32/205;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22;C02F101/20
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;陳璐

1.一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.生物質固體廢棄物經熱解轉變為生物質焦，生物質焦經酸洗脫灰與改性處理得碳基吸附材料；

S2.將工業廢水進行預處理，然后將S1所得碳基吸附材料投入預處理后的工業廢水中，充分混合吸附后，固液分離并將分離出的固體烘干，得到吸附有金屬離子和部分酸根離子的固體物質；

S3.將S2所得固體物質置于惰性氣氛中，煅燒處理，發生活化造孔與催化石墨化反應，得所述石墨型多孔碳材料，

其中，S1中的改性處理是指在25-90℃下，按照1g:20-60mL的固液比將酸洗脫灰完成后的生物質焦投入硝酸、氫氧化鈉溶液或高錳酸鉀溶液中浸泡處理3-6h，然后固液分離并將分離出的固體烘干，即得碳基吸附材料，其中硝酸、氫氧化鈉溶液或高錳酸鉀溶液的濃度為0.1-1mol/L，S2中預處理后的工業廢水中含有Cr和Cu元素對應的金屬陽離子中的至少一種，且金屬陽離子的總濃度為300-1000mg/L，S2中預處理后的工業廢水中含有含氧酸根離子，含氧酸根離子的總濃度為300-500mg/L，所述含氧酸根離子為NO₃^2-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S1中生物質固體廢棄物的熱解溫度為300-700℃。

3.根據權利要求1所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S1中的酸洗脫灰是指在25-70℃下將生物質焦投入38wt％氫氟酸及37wt％鹽酸按照1:1-3的體積比組成的混合酸中，浸泡處理6-24h，然后固液分離，所得固體即為酸洗脫灰完成后的生物質焦，其中生物質焦與混合酸的用量比例為1-5g:100mL。

4.根據權利要求1所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S2中碳基吸附材料與預處理后的工業廢水的固液比為1-10g:1L。

5.根據權利要求1所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S2中的充分混合吸附是指在室溫下經振蕩器振蕩混合2-12h，振蕩器振蕩速度為60-300次/分鐘。

6.根據權利要求1所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S3中的惰性氣氛是指氮氣氣氛或氬氣氣氛。

7.根據權利要求1至6任一項所述的一種利用生物質焦處理工業廢水并制備石墨型多孔碳材料的方法，其特征在于，S3中煅燒處理的溫度為900-1600℃，維持時間為1-3h。