[發明專利]一種用于吸附水體中磷的改性生物炭及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010694256.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111807453A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 武海鵬;屈新宇;陳宏;熊鷹;張華剛;肖莎
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/20;B01J20/30;C02F101/20;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種用于吸附水體中磷的改性生物炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將生物炭進行酸處理和堿處理；

S2、將步驟S1中得到的生物炭置于改性溶液中進行超聲震蕩，得到改性生物炭；所述改性溶液為鋁鹽溶液、鐵鹽溶液、鋁鐵鹽溶液中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述超聲震蕩的時間為1h～4h。

3.根據權利要求2所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述改性溶液的飽和度≥80％；所述鋁鹽溶液為氯化鋁溶液、硫酸鋁溶液、聚合鋁鹽溶液中的至少一種；所述聚合鋁鹽溶液為聚氯化鋁溶液和/或聚合硫酸鋁溶液；所述鐵鹽溶液為氯化鐵溶液、氯化亞鐵溶液、硫酸鐵溶液、硫酸亞鐵溶液或聚合鐵鹽溶液中的至少一種；所述聚合鐵鹽溶液為聚氯化鐵溶液、聚合硫酸鐵溶液、聚亞鐵溶液、聚氯硫酸鐵溶液中的至少一種；所述鋁鐵鹽溶液為聚合鋁鐵鹽溶液；所述聚合鋁鐵鹽溶液為聚氯化鋁鐵溶液和/或聚合硫酸氯化鋁鐵溶液。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟S1中，對生物炭的酸處理和堿處理為：

S1-1、采用酸溶液對生物炭進行洗滌；

S1-2、采用水對步驟S1-1中得到的生物炭進行洗滌；

S1-3、采用堿溶液對步驟S1-2中得到的生物炭進行洗滌；

S1-4、采用水對步驟S1-3中得到的生物炭進行洗滌。

5.根據權利要求4所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟S1-1中，所述酸溶液為鹽酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液中的至少一種；所述酸溶液的濃度為0.5mol/L～2.5mol/L；所述洗滌的時間為1h～6h；

步驟S1-4中，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液中的至少一種；所述堿溶液的濃度為0.5mol/L～2.5mol/L；所述洗滌的時間為1h～6h。

6.根據權利要求4所述的改性生物炭的制備方法，其特征在于，步驟S1-1中，所述生物炭的制備包括以下步驟：將生物質材料在厭氧或缺氧條件下進行熱解，所得產物粉碎成粒徑為0.1mm～5.0mm的顆粒，得到生物炭；所述生物質材料為農業秸稈、畜禽糞便、林草枝葉、木屑、活性污泥中的至少一種。

7.一種用于吸附水體中磷的改性生物炭，其特征在于，所述改性生物炭由權利要求1～6中任一項所述的制備方法制備得到。

8.一種如權利要求7所述的用于吸附水體中磷的改性生物炭在處理含磷廢水或含重金屬廢水中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，包括以下步驟：將用于吸附水體中磷的改性生物炭與含磷廢水或含重金屬廢水混合，過濾，完成對含磷廢水或含重金屬廢水的處理；所述用于吸附水體中磷的改性生物炭的添加量為每升含磷廢水或含重金屬廢水中添加改性生物炭0.02g～0.40g。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述含磷廢水中磷的濃度為0.1mg/L～200mg/L；所述含重金屬水中重金屬的濃度為0.05mg/L～15mg/L；所述過濾過程中采用的濾網的孔徑為0.02mm～0.10mm。