[发明专利]层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料及其制法和应用

权利要求书

1.一种Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：准备进行了碱活化预处理的生物炭材料；

S2：将Mg/Fe型层状双氢氧化物原位负载到所述生物炭材料上，并进行老化处理，得到Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中具体包括：

S11：将生物质材料用KOH溶液浸泡24～48h，并烘干至恒重；

S12：将烘干后的生物质材料在500～700℃的惰性气体氛围下进行热解2～4h；

S13：将热解得到的生物炭进行清洗，并烘干至恒重，再进行粉碎、过筛处理后得到所述生物炭材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S11中的KOH溶液的浓度为1mol/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中Mg/Fe型层状双氢氧化物和生物炭材料的质量比为2:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中将Mg/Fe型层状双氢氧化物原位负载到所述生物炭材料上具体包括：

S21：将20a g的生物炭材料加入到100a～200a ml的去离子水中，搅拌均匀；

S22：向步骤S21得到的溶液中加入稀盐酸或稀硝酸溶液，并持续向溶液中鼓入氮气，直至将溶液的pH值调节至3～4；

S23：向步骤S22得到的溶液中加入KOH溶液直至将溶液的pH值调节至9.5～10.5，并将混合溶液的温度升高至60～80℃；

S24：在惰性气体氛围下向步骤S23得到的溶液中同时逐滴加入MgCl₂和FeCl₃的混合溶液以及KOH溶液，并同时控制溶液的pH值在9.5～10.5之间，以将Mg/Fe型层状双氢氧化物原位负载到所述生物炭材料上。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2进一步还包括：

S25：将步骤S24得到的溶液在惰性气体氛围下搅拌30～60min，然后将溶液放入真空干燥箱中在60～80℃下老化处理24～48h；

S26：采用脱气去离子水对合成的材料进行洗涤、离心；

S27：将离心脱水后的材料放入真空干燥箱中，烘干至恒重，并进行粉碎、过筛处理后得到Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S24中加入的MgCl₂和FeCl₃的混合溶液的总浓度为1mol/L，其中的MgCl₂和FeCl₃的摩尔比为5:1；进一步地，步骤S24中的KOH溶液的浓度为1.5mol/L。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S26中具体包括：采用脱气去离子水对合成的材料进行洗涤、离心直至混合溶液的电导率在800～1000μs/cm；进一步地，步骤S27中烘干的温度为60～80℃，过筛的尺寸为0.149～0.45mm。

9.一种Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的制备方法制得。

10.根据权利要求9所述的Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料的应用，其特征在于，将所述的Mg/Fe型层状双氢氧化物和碱活化生物炭复合材料应用于土壤改良修复和/或面源污染控制。