[发明专利]一种Fe/C复合固体吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Fe/C复合固体吸附剂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)将铁源前驱体和碳源前驱体加入到去离子水中，搅拌蒸发、烘干，研磨成粉末；铁源前驱体的质量以铁元素的质量计，铁源前驱体和碳源前驱体的质量比为1∶1～4；(2)将步骤(1)得到的粉末在惰性气体保护下煅烧，冷却后得到所述的Fe/C复合固体吸附剂；煅烧温度为600～700℃。本发明还公开了所述Fe/C复合固体吸附剂在处理废水中的应用。本发明的制备方法简单，成本低廉；制得的固体吸附剂具有极强的吸附能力、较高的饱和吸附量和较快的吸附速率，并且该固体吸附剂具有磁性，便于回收利用，该固体吸附剂比较稳定，可多次回收利用。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种Fe/C复合固体吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着科技水平的不断提高，各种染料不断被研发出来，纺织业、食品加工、印刷等行业对染料的需求量日益增大。然而，印染工业产生的废水有毒且不能被生物降解，对环境和人类的生活健康造成了巨大威胁，因此寻找有效的解决方法尤为重要。

目前处理染料废水的常用方法主要有：吸附法、生化法、光催化法、芬顿法等。化学降解方法虽然能达到很快的脱色效率，但是并不能完全矿化其中的有机物质，对于COD小于100mg/L的实际废水，很难利用化学降解法将其COD降低至排放标准。另外，在化学降解过程中产生的中间产物毒性更加强，对环境的污染更加严重。因此，不产生中间降解产物的吸附法是处理染料废水的有效方法之一。

目前的吸附材料主要有活性炭、磁粉、黏土、粉煤灰、碳纳米管和聚合物微球等。但是这些吸附剂存在一些缺点和不足，主要表现在活性炭、黏土和磁粉对染料的吸附容量较低，粉煤灰，碳纳米管和聚合物微球虽然对染料具有较高的吸附容量，但是吸附剂很难从环境中去除，可能造成环境的二次污染等。

因此，寻求一种对染料既有较高的吸附能力，又容易从环境中去除的吸附剂是亟待解决的。近年来，碳材料包覆的磁性纳米材料成为研究的热点。该材料具有高比表面积和核壳式结构，其内核为磁性铁或镍等金属或金属氧化物，外壳则为石墨化的碳单质。碳包覆的磁性纳米材料结合了碳材料的强吸附能力和磁性材料的易回收的优点，因此该材料在染料污染物去除中应该有很大的应用前景。

目前对碳包覆的磁性纳米材料的研究主要集中在制备及其构型上。该材料主要采用喷雾热裂解、弧光放电、化学气相凝聚、激光辅助照射等方法制备。

公开号为CN107321324A的中国专利文献公开了一种染料污染磁性吸附材料，它是由下述重量份的原料组成的：β-羟烷基酰胺0.5-1、四水氯化亚铁17-20、六水三氯化铁20-25、8-羟基喹啉0.7-1、烯丙基聚乙二醇3-4、氧化物复合碳粉40-50、乙酸异丁酸蔗糖酯1-2、硅藻土粉4-6、羧甲基纤维素钠0.5-1、硬脂酸钡2-3。

这些制备方法的操作条件要求较高，制备成本高，方法复杂，产量低，或者需要毒性较强的试剂或溶剂。

发明内容

本发明提供了一种Fe/C复合固体吸附剂的制备方法，该制备方法简单，制备的吸附剂具有极强的吸附能力。

本发明提供了如下技术方案：

一种Fe/C复合固体吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铁源前驱体和碳源前驱体加入到去离子水中，搅拌蒸发、烘干，研磨成粉末；

铁源前驱体的质量以铁元素的质量计，铁源前驱体和碳源前驱体的质量比为1∶1～4；

(2)将步骤(1)得到的粉末在惰性气体保护下煅烧，冷却后得到所述的Fe/C复合固体吸附剂；

煅烧温度为600～700℃。