[發明專利]一種改性竹炭及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810379825.7
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108479706B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 莊曉偉;陳順偉;潘炘;蔣應梯;于海霞;劉亞群;王進;張文福
• 申請（專利權）人: 浙江省林業科學研究院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種改性竹炭的制備方法。本發明通過對竹材進行熱處理，使所得竹炭的密度高，微孔比例(特別是孔徑小于0.1nm微孔的比例)大，平均孔徑為1.0～3.0nm，總孔容積為0.20～0.50cm³/g，微孔容積為0.12～0.35cm³/g，密度為1.0～1.2g/cm³；通過對制備的竹炭進行改性處理，能夠提高竹炭表面羧基、羥基、酯基等含氧官能團的含量，增強竹炭捕集陽離子的能力。將本發明提供的改性竹炭應用于處理高鐵離子含量廢水，鐵離子去除率高，且處理效率高。

技術領域

本發明涉及炭材料技術領域，具體涉及一種改性竹炭及其制備方法和應用。

背景技術

造紙和竹木材熱處理等工業廢水中存在大量木質素和糖類等營養物質，可生化性較差，需進行氧化降解等預處理，降低木質素等不可生物處理物質含量。鐵碳微電解預處理和芬頓法等是最常用的高級氧化預處理技術，但為了達到最佳的處理效果，處理后廢水中鐵離子含量往往會升高，影響后續生物處理。因此，需要對此類高鐵離子含量廢水進行去除鐵離子處理。

中國專利CN201410815848.X公開了一種資源化利用鐵工業污水中鐵離子的方法，具體是將含有鐵離子的污水過濾得到濾液，然后通過離子交換樹脂對濾液中的鐵離子進行吸附；洗脫離子交換樹脂，得到鐵離子濃縮液；將鐵離子濃縮液與工農業副產物混合，經微生物發酵、干燥和制粒，得到有機鐵飼料添加劑。雖然此專利同時解決了水污染問題和補充動物體微量元素難題，具有良好的生態效益、經濟效益和社會效益；但是其僅適用于鐵離子含量非常高的鐵工業等污水處理，不適用于鐵離子含量不夠高(300mg/L以內)的其他行業污水，適用范圍窄。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性竹炭及其制備方法和應用，本發明提供的改性竹炭能夠應用于處理高鐵離子含量廢水，鐵離子去除率高。

本發明提供了一種改性竹炭的制備方法，包括以下步驟：

將竹材在150～250℃下進行第一熱處理，得到第一熱處理物料；

將所述第一熱處理物料從所述第一熱處理的溫度升溫至250～500℃，進行第二熱處理，得到第二熱處理物料；

將所述第二熱處理物料從所述第二熱處理的溫度升溫至500～700℃，進行第三熱處理，得到第三熱處理物料；

將所述第三熱處理物料從所述第三熱處理的溫度升溫至700～1000℃，進行第四熱處理，得到竹炭；

將所述竹炭進行改性處理，得到改性竹炭；所述改性處理所用的改性試劑包括鹽酸和檸檬酸。

優選地，所述第一熱處理的時間為48～60h；

所述第二熱處理和第三熱處理的時間獨立地為3～5h；

所述第四熱處理的時間為4～6h。

優選地，所述改性試劑中H⁺的濃度為0.5～2.5mol/L。

優選地，以H⁺計，所述鹽酸和檸檬酸的摩爾比為1:(2～4)。

優選地，所述竹炭與改性試劑的質量比為1:(2～5)。

優選地，所述改性處理的溫度70～90℃，改性處理的時間為1～2h。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的改性竹炭。

本發明提供了上述技術方案所述改性竹炭在處理高鐵離子含量廢水中的應用。

優選地，所述高鐵離子含量廢水中鐵離子的含量為50～300mg/L。

優選地，所述改性竹炭與高鐵離子含量廢水的質量比為1:(250～1500)。