[發明專利]氧化鋯摻雜磁性高表面活性炭復合材料、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011498853.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112774625B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 李榮華;彭亞茹;張一琛;李伊萌;管偉豆;房玥汝;吳維隆
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;B09C1/00;C02F101/10
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 徐云俠

1.一種氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料在去除含砷污染物中的應用，其特征在于，所述氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料的制備方法是將有機質與可溶性鐵鹽混合熱解引入四氧化三鐵顆粒得到磁性生物炭材料，并將氧化鋯細顆粒定向摻雜負載于所述磁性生物炭材料上，制備得到多孔隙核殼結構的所述氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料，具體包括以下步驟：

S101、將有機質與可溶性鐵鹽溶液混合后密封放置12~24h，干燥，繼續在惰性氣氛下以5~10?℃/min的速率升溫至500~550?℃，熱解1~2h，冷卻，得磁性生物炭材料粗品；

所述可溶性鐵鹽溶液中鐵離子的加入量為有機質總質量的8~10%；

S102、向所述磁性生物炭材料粗品加入造孔劑，在惰性氣氛下以5~10?℃/min的速率升溫700~800?℃，熱解1~2h，依次冷卻、洗滌、干燥、研磨，然后在外加磁場的作用下從所得固體產物中分離獲得高表面活性磁性生物炭材料；

S103、將所述高表面活性磁性生物炭材料溶解后，加入四氯化鋯溶液，攪拌至形成均質懸浮液，再加入與所述四氯化鋯溶液等體積的堿性溶液，靜置，所得固體物依次洗滌、干燥，即得所述氧化鋯摻雜高表面活性磁性生物炭復合材料；

S102中，所述造孔劑為氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉中的一種；

S103中，所述高表面活性磁性生物炭材料溶解時按照1g：50~100mL與溶劑混合，且所述溶劑為無水乙醇與去離子水按體積比為1~2：1混合而成的溶液；

所述堿性溶液為濃氨水或濃度為0.25~0.3mol/L的氫氧化鈉溶液。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，

S101中，所述可溶性鐵鹽溶液為三價鐵鹽溶液或二價鐵鹽溶液，或三價鐵與二價鐵摩爾比為2:1的混合溶液；

所述三價鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵中的一種或多種；所述二價鐵鹽為氯化亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸亞鐵中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，S103中，所述四氯化鋯溶液濃度為0.05~0.1?mol/L，且所述四氯化鋯溶液的加入量為20~40mL。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料的再生方法包括以下步驟：

將吸附有砷污染物的所述氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料與解吸溶液混合，攪拌4~6h即可；

所述解吸溶液是碳酸鈉與磷酸氫二鉀按摩爾比1:1配制成的混合溶液，且所述混合溶液中所述碳酸鈉與所述磷酸氫二鉀的濃度均為0.1~0.5?mol/L。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，按照該方法再生得到的所述氧化鋯摻雜磁性高表面活性生物炭復合材料的重復利用次數為4~5次。