[發明專利]一種改性水熱炭及其制備方法和去除水中Cr（VI）的工藝方法

在審

• 申請號: 202210633006.7
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114768772A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王森;張育皎;袁嬌嬌
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/24;C02F101/22
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種改性水熱炭的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：

1)將城市污水處理廠剩余污泥、玉米秸稈和水加熱后順次進行冷卻、固液分離、洗滌、干燥，得到水熱炭；

2)將水熱炭、殼聚糖和乙酸溶液混合，得到的混合液滴加到NaOH溶液中進行固化反應后順次進行沖洗、浸泡，得到凝膠小球；

3)將凝膠小球和交聯劑進行交聯反應，得到改性水熱炭。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)加熱前對城市污水處理廠剩余污泥、玉米秸稈進行指標檢測，所述指標包括含水率、碳含量、氫含量、氧含量、氮含量和灰分含量；所述城市污水處理廠剩余污泥和玉米秸稈的質量比為0.5～3.5:4；所述城市污水處理廠剩余污泥和玉米秸稈的總質量與水的質量比為1:8～12；所述加熱的溫度為200～240℃；加熱的時間為0.5～2h。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述洗滌的試劑包含水和無水乙醇，洗滌后固體物質的pH值為6.5～7.5；所述干燥的溫度為90～110℃。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述乙酸溶液的質量分數為1～3％；所述水熱炭、殼聚糖和乙酸溶液的質量體積比為2～4g：0.5～1.5g：40～60mL；所述混合的時間為1～3h。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述NaOH溶液的質量分數為1～3％；所述混合液和NaOH溶液的體積比為1:8～12；滴加的過程中，混合液水滴的直徑為3～5nm；所述固化反應的時間為5～7h；沖洗得到的凝膠小球的pH值為7；浸泡得到的凝膠小球的直徑為4～6mm，浸泡的時間為10～15h。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述交聯劑為戊二醛溶液；所述交聯劑的體積分數為3～5％；所述凝膠小球和交聯劑的體積比為1:8～12；所述交聯反應的時間為5～7h。

7.權利要求1～6任意一項所述的制備方法制備得到的改性水熱炭。

8.權利要求7所述的改性水熱炭去除水中Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于，包含如下步驟：

將含Cr(Ⅵ)的生化尾水與改性水熱炭混合后進行吸附、過濾即可；

所述含Cr(Ⅵ)的生化尾水的pH值為2～3；所述改性水熱炭在含Cr(Ⅵ)的生化尾水中的質量濃度為1～2g/L；所述吸附的過程中進行振蕩，振蕩的溫度為30～40℃，振蕩的速率為120～140rpm；過濾所用的濾膜的孔徑為0.3～0.5μm。

9.根據權利要求8所述的改性水熱炭去除水中Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于，對吸附水中Cr(Ⅵ)的改性水熱炭順次在氯化鈉和氫氧化鉀的混合溶液、鹽酸溶液中進行洗脫，得到再生水熱改性炭。

10.根據權利要求9所述的改性水熱炭去除水中Cr(Ⅵ)的方法，其特征在于，所述混合溶液中，氯化鈉的濃度為0.1～0.3mol/L，氫氧化鉀的濃度為0.1～0.3mol/L；所述鹽酸溶液的濃度為0.1～0.3mol/L；洗脫的時間為20～35min，洗脫后得到的再生水熱改性炭的pH值為7。