[發(fā)明專利]一種改性納米黑碳的制備方法

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• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN111375379A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 張洪軍;趙敏
• 申請（專利權）人: 重慶嵐灝科技有限責任公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B09C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種改性納米黑碳的制備方法，包括以下步驟，A1：用去離子水清洗納米黑碳，在105?110℃下烘干至恒重，置于干燥器內(nèi)備用；A2：取納米黑碳，于錐形瓶中，將錐形瓶置于通風廚的加熱板上，向瓶內(nèi)加入濃硝酸，加熱至140?160℃氧化反應2?4h，將反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到離心瓶中，離心去除上清液，用蒸餾水反復清洗離心，直到上清液pH穩(wěn)定，轉(zhuǎn)移到燒杯，在105?110℃下烘干至恒重，置于干燥器內(nèi)備用。強氧化改性會使其微孔系結構遭破壞，過渡孔系增多，吸附性能明顯降低；通過對黑炭進行前處理，應用了等離子體進行前處理，克服了這個缺陷。采用氧等離子體處理既可以引入含氧基團又能保持其表面積和孔隙結構不變嘲。

技術領域

本發(fā)明主要涉及環(huán)保技術領域，尤其涉及一種改性納米黑碳的制備方法。

背景技術

土壤重金屬污染已成為我國污染面積最廣、危害最大的環(huán)境問題之一。我國受重金屬污染的耕面積超過2000萬hm²，約占耕地面積的1/5。在我140萬hm²污灌區(qū)中，有64.8％的土地遭受重金屬污染，其中輕度污染占46.7％，中度污染占9.7％，嚴重污染占8.4％。我國每年產(chǎn)出重金屬污染的糧食1200萬t，在調(diào)查的24個省(市)320個重點污染區(qū)中，有60.6萬hm²的大田農(nóng)作物超標，占調(diào)查總面積的20％，其中80％以上是重金屬含量超標，尤其是Pb、Cd、Cu、Hg及其復合污染最為突出同。如何有效地修復重金屬污染土壤，維持土地的可持續(xù)利用，已成為亟待解決的問題。

納米材料由于其巨大的比表面積、高的活性點位以及優(yōu)良的光電性能，在改善環(huán)境方面已被美國納米技術行動列為8個交叉領域之一，其在污染治理領域具有廣闊的應用前景。自20世紀80年代末以來，納米材料在環(huán)境保護、污染控制和減量、能源開發(fā)與保護等方面的作用逐漸受到人們關注。在應用納米零價鐵修復多環(huán)芳烴污染土壤取得了很好效果；納米TiO₂在光催化降解染料和有機廢水方面也顯示出很好的應用前景；中國科學院南京土壤研究所通過納米鐵治理重金屬污染土壤的探索性試驗證實了其降低重金屬有效性的效果，并發(fā)現(xiàn)納米鐵顆粒摻雜Pd后，效果更明顯，能在很短的時問內(nèi)將土壤中95％的Cr⁶⁺還原成Cr³⁺；張美一等發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定后的零價Fe、FeS、Fe₃O₄納米顆粒，尤其是Fe₃O₄，能十分有效地降低土壤中砷的生物可利用性和濾出性，進而減輕砷的潛在毒害作用。但是到目前為止，基于納米材料治理污染土壤的研究仍十分缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種改性納米黑碳的制備方法。

本發(fā)明通過以下技術手段解決上述技術問題：

一種改性納米黑碳的制備方法，包括以下步驟，

A1：用去離子水清洗納米黑碳，在105-110℃下烘干至恒重，置于干燥器內(nèi)備用；

A2：取納米黑碳，于錐形瓶中，將錐形瓶置于通風廚的加熱板上，向瓶內(nèi)加入濃硝酸，加熱至140-160℃氧化反應2-4h，將反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到離心瓶中，離心去除上清液，用蒸餾水反復清洗離心，直到上清液pH穩(wěn)定，轉(zhuǎn)移到燒杯，在105-110℃下烘干至恒重，置于干燥器內(nèi)備用。

進一步，所述納米黑炭的前處理方法為，

首先將炭黑放進等離子體裝置的腔體內(nèi)，然后用真空泵將腔內(nèi)壓強抽至真空，再通入還原性氣體H₂，催化劑還原10-30min，最后通入CH₄，爐內(nèi)功率分別設置為500-700W進行納米碳沉積，之后關閉CH₄，在H₂氛圍內(nèi)冷卻至室溫。

進一步，H₂通入的速度為13-16cm³/min。