[發明專利]一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備和應用

在審

• 申請號: 201911138225.2
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110841594A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 朱建裕;甘敏;曾健;陳耀宗;陳芳;章可;何鵬;梁金葉;黃冬麗;蔡渺
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/70;B09C1/00;B09C1/08;C02F101/20;C02F101/22
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1.一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備方法，其特征在于，該方法是以生物炭為載體，將熱活化含鐵礦物負載在生物炭上，從而發揮生物炭與熱活化含鐵礦物的吸附捕集、氧化還原及穩定化等物理化學作用。

2.一種如權利1所述的一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備方法，包括以下步驟：以生物質材料為載體，按特定比例摻入含鐵礦物，破碎后混合均勻，再將混合物置于還原性氣氛下高溫焙燒，自然冷卻至室溫，厭氧氛圍下研磨成細粉狀并將其應用于環境中重金屬的沉淀、固定等去除治理；具體包括以下步驟：（1）、將生物質原材料洗凈，80℃空氣氣氛下處理1~2小時，得到低含水量生物質，破碎過篩；將礦物原料進行初步破碎，再將生物質和礦物原料按特定質量比進一步研磨均勻，篩選后得到礦物與生物質的混合粉末；（2）、稱取一定質量步驟（1）得到的礦物-生物質混合粉末放入模具中以一定壓力壓制成型，得到生物質礦物復合體；（3）、將步驟（2）制備的復合體置于絕氧或厭氧的環境下進行高溫處理處理，并以一定流速通入還原性氣體和惰性氣體，開始自然降溫過程，收集焙燒后的固體材料，進行稱重；（4）、將步驟（3）中制備的的固體材料嚴格無氧的條件下充分研磨成細粉狀，即獲得生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料。

3.根據權利要求1所述的一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備方法，其特征在于，所述生物炭是以農用廢棄水稻秸稈和甘蔗渣為原料，含水量在10~12% ，生物質的破碎粒徑為1~3cm，選用的礦物為針鐵礦，破碎粒徑為0.5~1cm，生物質和礦物的質量比為（4~2）：1，研磨時間為30~60s，篩選后的粉末過80~100目篩。

4.根據權利要求1所述的一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備方法，其特征在于步驟（1）所述，礦物生物質的混合粉末質量為1~1.5克，壓力保持在30-50 MPa，復合體直徑為0.5~2 cm，高度為1~1.5 cm。

5.根據權利要求1所述的一種生物炭負載熱活化含鐵礦物復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）所述，焙燒過程中以H₂提供還原性氣氛，N₂作為保護氣制造嚴格厭氧環境，氣體流速分別控制在200-500 mL/min，焙燒溫度為500℃，時長為1-3 h，升溫速率控制在10-60 ℃/min。