[发明专利]一种生物炭稳定化铁锰氧化物的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境功能材料领域，特别涉及一种生物炭稳定化铁锰氧化物的制备方法。

背景技术

铁锰氧化物是一种绿色和经济的氧化剂，可用于去除多种环境污染物。由于其相对较大的表面积和高活性，近年来铁锰氧化物已广泛应用于控制水和土壤污染，已成为一项重要的环境修复技术。然而，由于其较大的表面能量和强烈的磁场吸引力，铁锰氧化物易于聚集。此外，当在水中分散成纳米颗粒时，将铁锰氧化物从悬浮液中回收是相当困难的。这些缺点限制它进一步的环境应用。因此，通过适当的方法将铁锰氧化物负载在生物炭的表面，使其不易聚集，提高稳定性和吸附性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目在于提供一种吸附性能良好、稳定性高的生物炭稳定化铁锰氧化物的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种生物炭稳定化铁锰氧化物的制备方法，其特征在于，该方法是将铁锰氧化物负载在生物炭上，得到产品。

所述的方法具体包括以下步骤：

(1)制备两种储备溶液，即1.785mM FeCl₂溶液和0.85mM KMnO₄溶液；

(2)再将100mg生物炭加入到100mL FeCl₂溶液中，磁力搅拌20min；

(3)在磁力搅拌下，添加70mL KMnO₄溶液到上述混合液中，接着用1M NaOH慢慢调节pH值到～7.5，并继续磁力搅拌30分钟；

(4)在室温下陈化12h。

(5)将固体从水中分离出来，用去离子水反复清洗直到pH为中性，并在80℃温度中干燥24h，之后用辗钵捣碎干燥材料。

所述的生物炭是以农业废弃物稻壳和秸秆为原料，粉碎至粒径小于0.147mm并过100目筛，经在氮气环境下限氧热解方法制得；

所述的生物炭的表面积为176m²/g，孔容为0.17cm³/g；

所述的磁力搅拌速度为160rpm。

本发明制备的生物炭稳定化铁锰氧化物材料直接以农业废弃物稻壳和秸秆为原料，在FeCl₂和KMnO₄溶液中，将铁锰氧化物沉降在生物炭上。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1.本发明以农业废弃物稻壳和秸秆为原料，制备方法简单，成本低廉；

2.本发明制得的生物炭稳定化铁锰氧化物在水溶液中不易聚集，作为吸附剂，容易集中回收再利用；

3.制备方法简单可行，生产速度快周期短，不需要复杂的化工设备，能够实现工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例1的生物炭稳定化铁锰氧化物的扫描电镜示意图和能谱分析图；

图2是本发明实施例1的生物炭稳定化铁锰氧化物在不同初始浓度下处理有机污染物雌二醇；

图3是本发明实施例1的生物炭稳定化铁锰氧化物在不同时间下处理有机污染物雌二醇；

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

一种本发明所述的生物炭稳定化铁锰氧化物的具体制备方法如下：

首先制备两种储备溶液，即1.785mM FeCl₂和0.85mM KMnO₄。再将100mg生物炭加入到100mL FeCl₂溶液中，磁力搅拌20min。在磁力搅拌下，添加70mL KMnO₄溶液到上述混合液中，接着用1M NaOH慢慢调节pH值到～7.5，并继续磁力搅拌30分钟。之后，在室温下陈化12h。在将固体从水中分离出来后，用去离子水反复清洗材料直到pH为中性，并在80℃温度中干燥24h，之后用辗钵捣碎干燥材料。

制备得到的生物炭稳定化铁锰氧化物材料，在扫描电镜下观察，如图1所示，可以看到表面有纳米颗粒负载在生物炭的表面。能谱定量分析，可以看到生物炭稳定化铁锰氧化物材料上存在铁元素和锰元素。

实施例2：

本发明的生物炭稳定化铁锰氧化物材料处理水体中的有机污染物雌二醇，包括以下步骤：