[发明专利]一种改性竹炭及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性竹炭的制备方法。本发明通过对竹材进行热处理，使所得竹炭的密度高，微孔比例(特别是孔径小于0.1nm微孔的比例)大，平均孔径为1.0～3.0nm，总孔容积为0.20～0.50cm³/g，微孔容积为0.12～0.35cm³/g，密度为1.0～1.2g/cm³；通过对制备的竹炭进行改性处理，能够提高竹炭表面羧基、羟基、酯基等含氧官能团的含量，增强竹炭捕集阳离子的能力。将本发明提供的改性竹炭应用于处理高铁离子含量废水，铁离子去除率高，且处理效率高。

技术领域

本发明涉及炭材料技术领域，具体涉及一种改性竹炭及其制备方法和应用。

背景技术

造纸和竹木材热处理等工业废水中存在大量木质素和糖类等营养物质，可生化性较差，需进行氧化降解等预处理，降低木质素等不可生物处理物质含量。铁碳微电解预处理和芬顿法等是最常用的高级氧化预处理技术，但为了达到最佳的处理效果，处理后废水中铁离子含量往往会升高，影响后续生物处理。因此，需要对此类高铁离子含量废水进行去除铁离子处理。

中国专利CN201410815848.X公开了一种资源化利用铁工业污水中铁离子的方法，具体是将含有铁离子的污水过滤得到滤液，然后通过离子交换树脂对滤液中的铁离子进行吸附；洗脱离子交换树脂，得到铁离子浓缩液；将铁离子浓缩液与工农业副产物混合，经微生物发酵、干燥和制粒，得到有机铁饲料添加剂。虽然此专利同时解决了水污染问题和补充动物体微量元素难题，具有良好的生态效益、经济效益和社会效益；但是其仅适用于铁离子含量非常高的铁工业等污水处理，不适用于铁离子含量不够高(300mg/L以内)的其他行业污水，适用范围窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性竹炭及其制备方法和应用，本发明提供的改性竹炭能够应用于处理高铁离子含量废水，铁离子去除率高。

本发明提供了一种改性竹炭的制备方法，包括以下步骤：

将竹材在150～250℃下进行第一热处理，得到第一热处理物料；

将所述第一热处理物料从所述第一热处理的温度升温至250～500℃，进行第二热处理，得到第二热处理物料；

将所述第二热处理物料从所述第二热处理的温度升温至500～700℃，进行第三热处理，得到第三热处理物料；

将所述第三热处理物料从所述第三热处理的温度升温至700～1000℃，进行第四热处理，得到竹炭；

将所述竹炭进行改性处理，得到改性竹炭；所述改性处理所用的改性试剂包括盐酸和柠檬酸。

优选地，所述第一热处理的时间为48～60h；

所述第二热处理和第三热处理的时间独立地为3～5h；

所述第四热处理的时间为4～6h。

优选地，所述改性试剂中H⁺的浓度为0.5～2.5mol/L。

优选地，以H⁺计，所述盐酸和柠檬酸的摩尔比为1:(2～4)。

优选地，所述竹炭与改性试剂的质量比为1:(2～5)。

优选地，所述改性处理的温度70～90℃，改性处理的时间为1～2h。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的改性竹炭。

本发明提供了上述技术方案所述改性竹炭在处理高铁离子含量废水中的应用。

优选地，所述高铁离子含量废水中铁离子的含量为50～300mg/L。

优选地，所述改性竹炭与高铁离子含量废水的质量比为1:(250～1500)。