[發(fā)明專利]一種鈷摻雜磁性炭及其制備和在厭氧消化中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910043597.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109626376B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張記市;臧立華;范傳芳
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B32/354
• 分類號: C01B32/354;C02F11/00;C02F11/04
• 代理公司: 濟(jì)南竹森知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37270
• 代理人: 朱家富

1.一種鈷摻雜磁性炭，其特征在于，其主要組分為活性炭、CoFe₂O₄、Fe₂O₃和FeFe₂O₄，且CoFe₂O₄、Fe₂O₃和FeFe₂O₄均勻附著在炭材料表面及孔隙中；以炭材料為載體，以鈷鹽、鐵鹽為原料，其中鈷、鐵、炭的摩爾比為1:1～2:100～200，在加熱條件下加入堿液迅速反應(yīng)，反應(yīng)生成的物質(zhì)均勻負(fù)載在炭材料上，干燥后獲得鈷摻雜磁性炭。

2.如權(quán)利要求1所述的鈷摻雜磁性炭，其特征在于，所述鈷摻雜磁性炭材料，其特征在于，X射線衍射圖譜顯示，材料在35.53°、57.14°、和62.71°處出現(xiàn)特征峰，與CoFe₂O₄相對應(yīng)；在31.21°、33.94°和37.92°處出現(xiàn)的特征峰，與Fe₂O₃相對應(yīng)；在34.59°和66.81°處有特征峰出現(xiàn)，說明材料中含有Fe?Fe₂O₄；另外，在2θ＝20～30°時，有饅頭峰出現(xiàn)，代表材料含活性炭；

鈷摻雜磁性炭的元素分析表明，C、N、O、Co和Fe的原子百分率分別為46～47％、34～35％、17～18％、0.5～1％和0.5～1％。

3.如權(quán)利要求1所述的鈷摻雜磁性炭的制備方法，其特征在于，以炭材料為載體，以鈷鹽、鐵鹽為原料，其中鈷、鐵、炭的摩爾比為1:1～2:100～200，在加熱條件下加入堿液迅速反應(yīng)，反應(yīng)生成的物質(zhì)均勻負(fù)載在炭材料上，干燥后獲得鈷摻雜磁性炭。

4.如權(quán)利要求3所述的鈷摻雜磁性炭的制備方法，其特征在于，炭材料為活性炭或生物炭；

鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷或硝酸鈷中的一種或幾種；

鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵或醋酸鐵中的一種或幾種。

5.如權(quán)利要求3或4所述的鈷摻雜磁性炭的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，堿性條件用pH為9～12的NaOH溶液調(diào)節(jié)；

所述的加熱條件，在100～140℃溫度下油浴加熱至沸騰；

將上述鈷、鐵、炭的混合溶液加入堿液后攪拌均勻并保持沸騰2～4h，使反應(yīng)完全；

干燥溫度為60～85℃，時間為20～30h。

6.如權(quán)利要求3～5任一項所述的鈷摻雜磁性炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)以硝酸鐵為鐵鹽原料，以硝酸鈷為鈷鹽配置鐵鈷混合液；

(2)以NaOH為原料制備pH＝9～12的堿液；

(3)取活性炭加入到鐵鈷混合液中，使混合液中鐵離子與鈷離子充分接觸活性炭，獲得鐵鈷炭混合液；

(4)將混合液加熱至沸騰，將步驟(2)中的堿液迅速倒入沸騰的混合液內(nèi)并攪拌混勻；

(5)繼續(xù)加熱進(jìn)行沸騰回流反應(yīng)，使其充分反應(yīng)；

(6)反應(yīng)結(jié)束后冷卻并干燥，得到鈷摻雜磁性炭。