[发明专利]用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将20～30质量份生物有机质材料、4～6质量份天然硫铁矿、0.5～1.5质量份熟石灰粉碎，混合，研磨1～2小时，并在500～650℃下隔氧热解2～3小时后冷却，水洗至中性，再在200～300℃下隔氧活化1～2小时，即得。热解过程中，硫铁矿的存在，能增加生物炭基吸附剂表面磺酸基、巯基、羧基等基团的数量，这些基团可通过络合、静电等作用增强生物炭基吸附剂对重金属离子特别是锰离子的吸附，同时也可以使得生物炭基吸附剂表面负载上四氧化三铁纳米颗粒，进一步增加其对Mn的吸附；熟石灰可以去除热解反应中生成的硫及硫化氢等有害物质，同时增加生物炭基吸附剂的比表面积。

技术领域

本发明涉及生物质综合利用和环境污染治理领域，特别是涉及一种用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法。

背景技术

锰(Mn)是一种重要的矿产资源，随着锰矿的开采及“三废”的无序排放，导致周边环境中以Mn为主的重金属含量超标。环境中过量的Mn会降低植物生产力、影响其产量和品质，给农业生产造成巨大影响。而且，Mn超标的农作物最终将通过食物链在人体富集影响人体的健康。因此锰污染的治理已经成为当前我国面临的亟待解决的难题。

生物炭基吸附剂是以生物有机材料(生物质)为原料，在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。生物炭基吸附剂具有比表面积大，吸附性强的优点，是一种比较理想的环境修复材料。然而一般的生物炭基吸附剂其对锰的吸附能力相对较弱，难以满足治理锰污染的要求。

发明内容

基于此，有必要针对生物炭基吸附剂对锰的吸附能力相对较弱的问题，提供一种可提高生物炭基吸附剂吸附能力的方法。

本发明提供了一种用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

将20～30质量份生物有机质材料、4～6质量份天然硫铁矿、0.5～1.5质量份熟石灰粉碎，混合，研磨1～2小时，并在500～650℃下隔氧热解2～3小时后冷却，水洗至中性，再在200～300℃下隔氧活化1～2小时，得到生物炭基吸附剂。

进一步地，生物有机质材料、天然硫铁矿、熟石灰的质量比为25：5：1。

进一步地，生物有机质材料为秸秆材料、椰壳和刚竹中的一种或几种。

进一步地，秸秆材料为水稻秸秆。

进一步地，生物有机质材料、天然硫铁矿、熟石灰粉碎至粒径<1mm的颗粒。

上述用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法，以生物有机质材料、天然硫铁矿、熟石灰为原料以合适比例混合。热解过程中，生物有机质材料形成生物炭。硫铁矿的存在，能增加生物炭基吸附剂表面磺酸基、巯基、羧基等基团的数量，这些基团可通过络合、静电等作用增强生物炭基吸附剂对重金属离子特别是锰离子的吸附，同时也可以使得生物炭基吸附剂表面负载上四氧化三铁纳米颗粒，进一步增加其对Mn的吸附；熟石灰可以去除热解反应中生成的硫及硫化氢等有害物质，增加生物炭基吸附剂比表面积，有利于进一步提高生物炭基吸附剂对Mn的吸附量。该方法生产成本低廉，操作简单方便，制备的生物炭基吸附剂与已有的方法相比性能优异，对环境友好。

附图说明

图1为本发明优选实施例的用于锰污染治理的生物炭基吸附剂的制备方法的流程图；

图2为不同方法改良后的生物炭基吸附剂对锰(Mn)吸附能力的比较图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。