[發明專利]一種磁性氮摻雜生物炭復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211116848.1
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115608395A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 韓彪;黃宇釗;金曉丹;張寒冰;何俊賀;盧燕南;梁大成;林華;慕江容;葛麗妮;陸彩妹
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區環境保護科學研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/28;C02F1/48;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 余小寧

1.一種磁性氮摻雜生物炭復合材料，其特征在于，對生物炭進行氮摻雜，并在所得的氮摻雜生物炭表面負載四氧化三鐵，制得磁性氮摻雜生物炭復合材料。

2.根據權利要求1所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料，其特征在于，所述磁性氮摻雜生物炭復合材料的比表面積為46～47m²·g^-1，孔隙體積為0.1～0.2cm³·g^-1，平均孔徑為11～12nm，飽和磁化值為10～11emu·g^-1。

3.一種如權利要求1或2所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)氮摻雜生物炭的制備：取杉木屑和雙氰胺，充分研磨，將研磨混合物在氮氣保護下進行煅燒，煅燒結束后冷卻至室溫，經研磨、過篩，得到氮摻雜生物炭，記為CN；

(2)磁性氮摻雜生物炭的制備：取FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O，加入去離子水，經溶解后，加入氮摻雜生物炭，置于微波固液相合成儀中進行攪拌，攪拌結束后加入NH₃·H₂O，再次攪拌，然后依次進行陳化、洗滌、干燥、研磨和過篩，得到磁性氮摻雜生物炭復合材料，記為MCN。

4.根據權利要求3所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述杉木屑和雙氰胺的質量比為1:3～5。

5.根據權利要求3所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O的摩爾質量比為1～3:1。

6.根據權利要求3所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氮摻雜生物炭和FeCl₂·4H₂O的比例為0.5～1g：1g/mol；所述NH₃·H₂O和FeCl₂·4H₂O的比例為5～10mL:1g/mol。

7.根據權利要求3所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述煅燒為在700～800℃下煅燒1.5～2h。

8.根據權利要求3所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述攪拌為在50～70℃下攪拌50～70min；所述再次攪拌為在50～70℃下攪拌20～40min。

9.一種如權利要求1或2所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的應用，其特征在于，通過利用磁性氮摻雜生物炭復合材料活化過一硫酸鹽，對有機污染物實現降解去除。

10.根據權利要求9所述的磁性氮摻雜生物炭復合材料的應用，其特征在于，所述有機污染物為左氧氟沙星、雙酚A、羅丹明B和四環素。