[发明专利]一种改性生物炭基复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种改性生物炭基复合材料的制备方法，包括以下步骤：首先以花生壳为原料制得花生壳粉末，然后采用淀粉水溶液处理，再进行冻干处理，制得预处理花生壳粉末；然后将其置于钛酸四丁酯的无水乙醇溶液中处理，制得纳米氧化钛/生物炭基复合材料；最后将其置于含氮气氛中，研磨处理，过200‑300目筛，得到预处理纳米氧化钛/生物炭基复合材料；最后将聚天冬氨酸和无水乙醇混合搅拌均匀，然后加入上述制得的预处理纳米氧化钛/生物炭基复合材料，30‑50℃下搅拌处理5h，过滤，干燥，制得改性生物炭基复合材料。本发明制得的复合材料表面活性位点多，孔隙率大，吸附容量大，稳定性好。

技术领域：

本发明是涉及重金属处理领域，具体的涉及一种改性生物炭基复合材料的制备方法。

背景技术：

重金属向水体的排放对环境生态系统的危害巨大。随着工业的迅速发展，大量的重金属排放到水体中，这些重金属污染物不可降解、并对人类和动物具有毒性作用。因此，如何处理重金属废水极为重要。一般的重金属废水处理方法有吸附、化学沉淀、离子交换、反渗透等。其中，吸附是一种操作简单、成本低，且处理污染物较为高效。

中国专利(201610471568.0)公开一种生物炭负载磁性明胶复合材料及其制备方法与用途，该复合材料以生物炭为基体，基体表面负载磁性明胶。制备的具体步骤为：制备的顺序是先将生物质粉末置于管式炉中热解得到生物炭，再将明胶负载Fe₃O₄得到磁性明胶，再将生物炭负载上这一复合物得到所述产品。该方法制得的材料吸附性能优异，易于固液分离。但是其表面活性位点少，吸附容量需要进一步改善，才能满足不同浓度重金属废水处理的需求。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种改性生物炭基复合材料的制备方法，该方法制得的改性生物炭基复合材料表面活性位点多，孔隙率大，吸附容量大，稳定性好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性生物炭基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将花生壳清洗干净，干燥，研磨成粉末，然后置于淀粉水溶液中搅拌处理，处理结束后冻干处理，制得预处理花生壳粉末；

(2)将上述制得的预处理花生壳粉末置于钛酸四丁酯的无水乙醇溶液中，50-60℃、3000rpm下处理5-15h，处理结束后冷却至室温，过滤，得到的沉淀依次经过去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，干燥得到的粉末置于马弗炉内800-1200℃下烧结处理3h，处理结束后制得纳米氧化钛/生物炭基复合材料；

(3)将上述制得的纳米氧化钛/生物炭基复合材料置于含氮气氛中，研磨处理，过200-300目筛，得到预处理纳米氧化钛/生物炭基复合材料；

(4)将聚天冬氨酸和无水乙醇混合搅拌均匀，然后加入上述制得的预处理纳米氧化钛/生物炭基复合材料，30-50℃下搅拌处理5h，过滤，干燥，制得改性生物炭基复合材料。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述淀粉水溶液的质量浓度为10-15wt％。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述花生壳粉末和淀粉水溶液的用量比为(0.5-1)g：1mL。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述搅拌处理的时间为3-9h，搅拌处理的温度为35-45℃。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，冻干处理的温度为-45℃，所述冻干处理的时间为13-22h。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述预处理花生壳粉末、钛酸四丁酯的用量比为(3-6)g：1ml。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述含氮气氛为氮气，二氧化氮、氨气中的一种，其流速为30sccm。