[发明专利]一种生物炭基复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物炭基复合材料，是将g-C₃N₄和红麻生物炭进行复合，再负载到壳聚糖载体上制备光催化小球达到能够有效去除废水中重金属离子的目的。

2.一种如权利要求1所述的生物炭基复合材料制备方法，包括以下步骤：

(1)称取30～50g三聚氰胺于坩埚中，加蒸馏水使其没过药品，静置分层后，倒掉上层清液，加无水乙醇没过药品，静置，待其分层后，倒掉上层清液，将坩埚放入马弗炉，不盖盖子，在50～100℃条件下加热30～60min使无水乙醇得以挥发完全，盖上盖子，在300～700℃条件下煅烧1～7h后，冷却至室温并研磨成粉状，过筛即可得到g-C₃N₄；

(2)将采摘下来的红麻枝叶用蒸馏水冲洗干净，放于干燥通风处自然脱水，再将晾干的红麻叶放在温度为30～200℃的烘箱烘至完全脱水，放进粉碎机打磨成粉，粉末通过筛选装袋备用；将过筛后的红麻粉末置于石英舟，放入管式电炉的石英管中，管式电炉的两段密封并连接管道，一端与氮气罐连接通入氮气，另一端收集和处理废气，使管式炉处于缺氧或无氧环境；密封好后设定加热程序，使电炉按照温度为2～20℃/min的升温速率，加热到目标温度300～600℃，保持温度至热解完毕(2～4h)，自然冷却至室温，经研磨后过筛置于密封袋中保存，即可制得红麻生物炭；

(3)将0.1～10g壳聚糖加入到100～500mL的乙酸溶液中配制成壳聚糖溶液，所述乙酸溶液的体积分数为1％～5％，再向其中加入1～5g步骤(1)所得的g-C₃N₄和步骤(2)所得的1～5g红麻生物炭，搅拌均匀得混合悬液，用注射器将上述混合悬液滴入200～700mL的NaOH溶液中形成粒径均匀的凝胶小球，所述NaOH溶液的质量分数为1％～5％；静置2～10h后将凝胶小球取出并洗涤，置于200～1000mL去离子水中，加入1～10mL戊二醛水溶液进行交联，所述戊二醛溶液的质量分数为25％～50％，调节pH为1～10，在20～200℃条件下缓慢搅拌，交联2～5h后，静置10～20h，再洗涤至中性，得到最终的生物炭基复合材料。

3.一种如权利要求2所述的生物炭基复合材料应用于去除废水中六价铬的方法，所述方法包括以下步骤：取一定量的六价铬废水，所述废水中六价铬的质量浓度为25～200mg/L，调pH为2～9，加入一定量权利要求2所述的生物炭基复合材料到废水中，每200mL废水中生物炭基复合材料的添加量为1～5g，首先进行1～3h无光吸附，再进行1～5h光催化反应，每隔0.1～1h取样，后用分光光度法分别测定六价铬的浓度，即完成对废水中六价铬的去除。