[發(fā)明專利]磁性豬糞生物炭及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711449364.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108126657B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮忠;黃丹蓮;賴萃;劉云國(guó);曾光明;張辰;萬(wàn)佳;龔小敏;薛文靜;張青;羅浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 黃麗

本發(fā)明公開(kāi)了一種磁性豬糞生物炭及其制備方法，該磁性豬糞生物炭主要由豬糞熱解制成豬糞生物炭、豬糞生物炭加水制成豬糞生物炭分散液、豬糞生物炭分散液與鐵鹽混合溶液反應(yīng)制備得到，制備過(guò)程包括(1)將預(yù)處理后的豬糞于氮?dú)庀赂邷責(zé)峤猓?jīng)冷卻、碾碎、過(guò)篩后，得到豬糞生物炭；(2)制備豬糞生物炭分散液，將三價(jià)鐵鹽溶液和二價(jià)鐵鹽溶液混合并攪拌，制備鐵鹽混合溶液；(3)將豬糞生物炭分散液與鐵鹽混合溶液混合并攪拌，調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)煮沸、過(guò)濾、洗滌和烘干后，得到磁性豬糞生物炭。本發(fā)明的磁性豬糞生物炭吸附能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)快速高效的吸附，制備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，能在外磁場(chǎng)作用下快速固液分離，可廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料和水處理新技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁性豬糞生物炭及其制備方法，具體涉及一種用于去除水體中鉛的磁性豬糞生物炭及其制備方法。

背景技術(shù)

鉛是一種毒性很大的重金屬。由于采礦、冶煉、石油精煉、蓄電池、玻璃、油漆、涂料、醫(yī)藥、船舶等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣，鉛及其化合物對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。它可影響神經(jīng)、造血、消化、泌尿、生殖和發(fā)育、心血管、內(nèi)分泌、免疫、骨骼等各類器官，主要的靶器官是神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。更為嚴(yán)重的是它影響嬰幼兒的生長(zhǎng)和智力發(fā)育，損傷認(rèn)知功能、神經(jīng)行為和學(xué)習(xí)記憶等腦功能，嚴(yán)重者造成癡呆。因此，對(duì)含鉛廢水的處理就顯得尤為重要，有利于保護(hù)環(huán)境和公眾健康。

生物炭(biochar)是由生物殘?bào)w在缺氧的情況下，經(jīng)高溫慢熱解(通常＜700℃)產(chǎn)生的一類難熔的、穩(wěn)定的、高度芳香化的、富含碳素的固態(tài)物質(zhì)。生物炭具有多孔結(jié)構(gòu)、比表面積高、孔容大、耐酸堿腐蝕、官能團(tuán)豐富等優(yōu)點(diǎn)，在污染物治理、水體凈化等領(lǐng)域中得到了廣泛的研究與應(yīng)用。但是原始的生物炭在實(shí)際使用過(guò)程中存在以下問(wèn)題：第一，原始生物炭比表面積、孔體積以及孔大小相對(duì)較小，對(duì)重金屬去除效率不高。第二，反應(yīng)速率慢，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，生物炭才能對(duì)重金屬達(dá)到吸附平衡，不能及時(shí)有效的去除水體中的重金屬污染。第三，原始生物炭對(duì)水體中重金屬吸附完成后，不能快速實(shí)現(xiàn)固液分離，減少二次污染；因此有必要進(jìn)一步研究一種改性生物炭，使其既能高效的去除水體中的重金屬，又能快速達(dá)到吸附平衡，同時(shí)還能快速實(shí)現(xiàn)固液分離，減少二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、吸附快速高效且能迅速實(shí)現(xiàn)固液分離的磁性豬糞生物炭，并相應(yīng)提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉的磁性豬糞生物炭的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磁性豬糞生物炭，所述磁性豬糞生物炭主要由豬糞熱解制成豬糞生物炭、豬糞生物炭加水制成豬糞生物炭分散液、豬糞生物炭分散液與鐵鹽混合溶液反應(yīng)制備得到磁性豬糞生物炭，其中，所述鐵鹽混合溶液由三價(jià)鐵鹽溶液和二價(jià)鐵鹽溶液混合制得。

上述的磁性豬糞生物炭中，優(yōu)選的，所述磁性豬糞生物炭的灰分含量為50％～70％，比表面積為240m²/g～280m²/g，孔體積為0.3cm³/g～0.5cm³/g，孔平均粒徑為1nm～3nm，飽和磁強(qiáng)度為6emu·g^-1～9emu·g^-1。

上述的磁性豬糞生物炭中，優(yōu)選的，所述熱解溫度為300℃～700℃，所述三價(jià)鐵鹽為FeCl₃·6H₂O，所述二價(jià)鐵鹽為FeSO₄·7H₂O，所述豬糞生物炭、FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量比為4.5～5.0∶4.8～5.0∶2.7～2.8；