[發(fā)明專(zhuān)利]一種綠色納米鐵基生物質(zhì)炭吸附材料的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110781040.4
• 申請(qǐng)日: 2021-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113477214B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李章濤;黃君灝;虞軼俊;單勝道;孟俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/20
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

1.一種綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)、將廢茶樹(shù)葉清洗、干燥、粉碎，所得粉末加入超純水進(jìn)行恒溫水浴中浸提，靜置冷卻至室溫后真空抽濾，分別獲得濾液和茶渣，調(diào)節(jié)濾液pH至6.0～7.0作為綠色還原劑，茶渣烘干后作為茶渣生物質(zhì)原料；

2)、將步驟1)中茶渣生物質(zhì)原料放置于管式爐中在500±150℃下熱解炭化保溫2±0.5h，降至室溫后以0.01～0.05mol/L的HCl清洗，烘干，研磨過(guò)篩，獲得茶渣炭；

3)、將三價(jià)鐵鹽或二價(jià)鐵鹽溶解于超純水中制得0.1～0.2mol/L鐵鹽溶液；

4)、向步驟3)的鐵鹽溶液加入步驟2)獲得的茶渣炭，調(diào)節(jié)混合體系pH至5.0～6.0后超聲，使Fe²⁺/Fe³⁺吸附到茶渣炭表面，再依次添加無(wú)水乙醇、機(jī)械攪拌下加入步驟1)制得的綠色還原劑，于常壓室溫下反應(yīng)0.5～2.5h后，得到綠色納米鐵基生物質(zhì)炭懸浮液；

所述茶渣炭與鐵鹽溶液的料液比為10～40g/L，鐵鹽溶液與乙醇的體積比為10:1～2，鐵鹽溶液與綠色還原劑的體積比為1:1±0.05；

5)、磁分離步驟4)懸浮液中的磁性固體產(chǎn)物，對(duì)磁性固體產(chǎn)物依次經(jīng)NaOH溶液、超純水、無(wú)水乙醇洗滌后，再次磁分離并真空凍干，得到可作為吸附材料的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中，茶葉粉末與超純水的料液比為40～120g/L，水浴溫度為70±10℃，浸提時(shí)間為1±0.5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中鐵鹽為FeCl₃·6H₂O或FeSO₄·7H₂O。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于：所述步驟4)于40kHz下超聲15min。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于：對(duì)步驟4)所得的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭懸浮液采用釹鐵硼強(qiáng)力磁鐵進(jìn)行磁分離，所述步驟5)中NaOH溶液濃度為0.02～0.04mol/L，NaOH溶液、超純水、無(wú)水乙醇依次洗滌1、2～3、2～3次，凍干溫度-55℃。

6.利用如權(quán)利要求1～5任一方法制備而得的綠色納米鐵基生物質(zhì)炭的應(yīng)用，其特征在于：用于重金屬鎘、鉛、砷復(fù)合污染的水體和農(nóng)田土壤的原位修復(fù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的的應(yīng)用，其特征在于：

當(dāng)修復(fù)水體時(shí)，綠色納米鐵基生物質(zhì)炭吸附材料：污染水體＝0.5±0.1g/L的用量比，修復(fù)時(shí)長(zhǎng)為24±2h；

當(dāng)修復(fù)土壤，綠色納米鐵基生物質(zhì)炭吸附材料：土壤＝0.5～3.5g/kg，修復(fù)周期為14±1d。