[發明專利]基于生物質材料和鎂礦石復合吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201910240161.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109821515B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王松;劉陽;周歡;馬嘯宇;李欣書;李佳偉;陳爽;段麟;李三喜;王子健
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 沈陽圣群專利事務所(普通合伙) 21221
• 代理人: 王鋼

本發明涉及一種基于生物質材料和鎂礦石復合吸附劑的制備方法。包括生物質碳材料的制備：將生物質材料粉碎，然后將生物質材料、酸和水按比例混合得混合物，然后將混合物進行第一次升溫處理，處理溫度為100－120℃，處理時間為1－2小時，第一次升溫處理處理后的產物在氮氣保護下進行高溫處理，處理溫度為200－400℃，處理時間為0.5－2小時，得到生物質碳材料；生物質碳鋁處理材料的制備，生物質碳鋁材料和鎂礦石的復合，胺處理：將上一步未處理的復合吸附劑與聚乙烯亞胺水溶液進行混合，烘干，得到生物質材料和鎂礦石復合吸附劑。利用廉價的生物質材料和鎂礦石來合成新型復合吸附劑，原料價格便宜、來源廣泛。

技術領域

本發明涉及一種吸附劑，尤其涉及一種基于生物質材料和鎂礦石復合吸附劑的制備方法。

背景技術

生物質材料是一類重要的生物質資源。自然界中生物質材料的種類繁多，分布廣泛，數量巨大。按照其來源可分為林業生產中樹木采伐加工剩余物、農業生產中秸稈和農作物加工剩余物、城市生活過程中產生的生活垃圾、人畜等生物活動過程中產生的糞便和有機廢水等。每年這些生物質材料都隨著工業生產、農業生產、日常生活等大量產生。如果不對這些生物質材料進行加工利用不但會造成資源的浪費，還會增加垃圾處理負擔，甚至污染環境。因此，開發利用生物質材料是當前循環經濟發展的需求。

鎂礦是一類重要的礦石資源。以遼寧省為例，有大量的菱鎂礦、水鎂石礦等。使用菱鎂礦可以生產輕燒、重燒氧化鎂，用于耐火材料的生產；使用水鎂石礦可以生產無鹵阻燃劑等。這些鎂礦的開發利用為國民經濟的建設做出了重要的貢獻。但是，隨著各類鎂礦的開采，各種高品位的鎂礦不斷被消耗。而低品位鎂礦由于其氧化鎂等含量不達標，不能直接用于相關鎂產品的生產。當前，遼寧省的低品位鎂礦占鎂礦總儲量的比例逐年上升。如何開發利用這些低品位的鎂礦成為資源綜合利用方面的一個重要課題。

吸附劑是一類能夠有效地從氣體或液體中吸附這些介質中的某些成分的固體物質。通常，吸附劑具有大的比表面積、適宜的孔結構及表面結構。對被吸附物質有強烈的吸附能力，同時一般不與被吸附物質等發生化學反應，并具有極好的吸附性和機械性特性。因此，吸附劑在廢水、廢氣等污染物的處理領域有重要應用。然而，隨著工業的快速發展和工業化程度的日益加劇，廢水、廢氣中的有害成份日趨復雜。如當前的廢水中通常含有重金屬離子、有機小分子、染料、抗生素、殺蟲劑等的多種組分，而當前對單一組分有明顯吸附效果的吸附劑在多種污染物存在時，總體的吸附效果會有所下降。

因此，利用生物質材料和各種品位的鎂礦石資源來生產復合型吸附劑，提高復合型吸附劑對多種污染物的吸附效果能促進生物質材料和鎂礦石（尤其是低品位鎂礦石）的綜合利用，擴展吸附劑的應用領域，促進環保事業的發展。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于生物質材料和鎂礦石復合吸附劑的制備方法，目的是提高生物質材料和鎂礦石（尤其是低品位鎂礦石）的利用水平，制備出對多種污染物均具有良好吸附效果的并且有望投入使用的復合型吸附劑。

為達上述目的，本發明一種基于生物質材料和鎂礦石復合吸附劑的制備方法，包括生物質碳材料的制備：將生物質材料粉碎，然后將生物質材料、酸和水按比例混合得混合物，其中生物質材料、酸和水的質量份數比為：1：0.7－2：2－6，然后將混合物進行第一次升溫處理，處理溫度為100－120℃，處理時間為1－2小時，第一次升溫處理處理后的產物在氮氣保護下進行高溫處理，處理溫度為200－400℃，處理時間為0.5－2小時，得到生物質碳材料；

生物質碳鋁處理材料的制備：將上述制備的生物質碳材料直接和鋁鹽溶液混合得混合液，其中混合的比例為生物質碳材料和鋁鹽溶液的質量份數比為1：1－3，混合液在氮氣保護條件下于300-500℃處理1－3小時，降溫至室溫得到生物質碳鋁處理材料；

鎂礦石材料的制備：將鎂礦石磨碎至1250－5000目，于400－700℃煅燒1－10小時，降溫至室溫得到鎂礦石材料；