[發明專利]一種堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110643130.7
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113181884B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 程榮;陳冉;李潔;張瑩瑩;石磊;鄭祥
• 申請（專利權）人: 中國人民大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/02;B01J20/30;C01B21/082;G21F9/12
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 張玉梅

1.一種改性堿化氮化碳材料在重金屬和/或核素處理領域中的應用，其特征在于，包括以下步驟：

將改性堿化氮化碳材料投入含重金屬和/或核素的水體中震蕩吸附，其中，所述重金屬和/或核素包括鍶或鈷中的一種，所述重金屬和/或核素的濃度為0-200mg/L，其中，重金屬和/或核素的濃度不為0，所述改性堿化氮化碳材料的投放量為100mg/L；

其中，改性堿化氮化碳材料由以下方法制備得到：將尿素堿化處理，攪拌均勻，干燥至無水，得到塊狀固體；充分研磨后高溫煅燒，得到固體顆粒；自然冷卻至常溫后，超純水洗滌，至洗滌液的pH呈中性，取固體在60℃條件下干燥24h，研磨成粉末，密封備用，所述干燥至無水的具體操作是：在80~90℃的油浴條件中保持8?h，將水分完全蒸干，其中，所述尿素堿化處理包括：先將尿素完全溶解于超純水中，再加入氫氧化鉀攪拌，尿素和氫氧化鉀的質量比為20~40:1。

2.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述尿素堿化處理具體操作是：先將尿素以重量計1：1~2完全溶解于超純水中，再加入氫氧化鉀，在25℃條件下，磁力攪拌20~30min。

3.?如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述高溫煅燒條件為：置于馬弗爐中，升溫速率為10~15?℃/min，溫度為550℃，時間為4h。

4.一種可塑形堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料在重金屬和/或核素處理領域中的應用，其特征在于，包括以下步驟：

將可塑形堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料投入含重金屬和/或核素的水體中震蕩吸附，其中，所述重金屬和/或核素包括鍶或鈷中的一種，所述重金屬和/或核素的濃度為0-200mg/L，其中，重金屬和/或核素的濃度不為0，所述堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料的投放量為1g/L；

其中，可塑形堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料由以下方法制備得到：

1）預處理細菌纖維素：將細菌纖維素浸泡在超純水中，攪拌清洗，換水洗滌3-4次，至洗滌液的pH呈中性，細菌纖維素膨脹至原大小的3倍；

2）制備細菌纖維素凝膠：在預處理后的細菌纖維素中加入濃度為10%~15%的氫氧化鈉溶液，攪拌均勻；在通入液氮的條件下，逐步加入混合堿性溶液，將物料全部浸沒在液氮中，保持液面穩定，并不斷攪拌，形成均勻的不成型凝膠狀態；

3）加入堿化氮化碳粉末：在凝膠狀態的細菌纖維素中加入堿化氮化碳粉末，添加量按質量份數計，以干重計細菌纖維素：堿化氮化碳粉末=1：0.1~10，并不斷攪拌，使兩者混合均勻；

4）賦形：將混勻的堿性氮化碳粉末的凝膠裝入賦形裝置中，并加入濃度為20%的硫酸溶液，塑形呈形狀穩定的固體即可；

將酸化塑形后的固體用超純水浸泡12?h，洗滌，至洗滌液呈中性，在真空環境下冷凍干燥12~24?h，得到堿化氮化碳/細菌纖維素復合材料；

所述步驟2）中，混合堿性溶液的制備方法為：用濃度為10%~15%的氫氧化鈉溶液溶解尿素，所述尿素與氫氧化鈉溶液的重量體積比為：1:2-5；

按質量份數計，以干重計所述細菌纖維素：氫氧化鈉溶液：混合堿性溶液=1：5~10：10~20。