[发明专利]一种紫茎泽兰生物炭的制备及其负载纳米铁/镍的方法

说明书

本发明公开了一种紫茎泽兰生物炭的制备及其负载纳米铁/镍的方法，属于地下水复原工程领域，一种紫茎泽兰生物炭的制备及其负载纳米铁/镍的方法，一种紫茎泽兰生物炭的制备方法，其制备方法为：包括以下步骤：S1：先采取生物入侵物种紫茎泽兰植株，并将其经水漂洗去除杂物后晒干；S2：将晒干后的紫茎泽兰用粉碎机粉碎，得到紫茎泽兰粉末，放置于广口瓶中备用，它利用紫茎泽兰制备生物炭，将生物入侵物种紫茎泽兰进行资源化利用，同时采用紫茎泽兰生成的生物炭负载纳米铁/镍制成复合材料，通过复合材料对地下水中的卤代有机物2,4,6‑TCP进行先还原再氧化的递进去除，提高地下水的修复能力。

技术领域

本发明涉及地下水复原工程领域，更具体地说，涉及一种紫茎泽兰生物炭的制备及其负载纳米铁/镍的方法。

背景技术

地下水是人类宝贵的淡水资源，但随着社会工业化进程的不断发展，废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染，使原本紧张的水资源短缺问题更加严重，而且给人居健康、食品安全、饮用水安全、区域生态环境、经济社会可持续发展甚至社会稳定构成严重威胁与挑战，地下水修复已成为当前备受公众和社会关注的环境问题。

卤代有机物是碳上的一个或者多个氢原子被卤原子取代形成的化合物，这类有机物通常结构稳定，难生物降解，在地下水环境中稳定存在并迁移，具有的高毒性对地下水环境造成严重危害。在中美公布的优先控制污染物名单中，卤代有机物占有机物种类数均在一半左右。

氯酚类(CPs)化合物是一种典型的卤代有机物，常作为有机化工基本的原辅料和中间体，广泛应用于杀菌、木材防腐等行业中，对生物体具有“三致”危害，被列为水环境优先控制污染物，CPs进入地下水后，严重破坏地下水环境并对人类身体健康构成潜在的威胁。本发明中将以地下水中2,4,6-TCP(2,4,6-三氯酚)作为目标污染物。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种紫茎泽兰生物炭的制备及其负载纳米铁/镍的方法，它实现利用紫茎泽兰制备生物炭，将生物入侵物种紫茎泽兰进行资源化利用，同时采用紫茎泽兰生成的生物炭负载纳米铁/镍制成复合材料，通过复合材料对地下水中的卤代有机物2,4,6-TCP进行先还原再氧化的递进去除，提高地下水的修复能力。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种紫茎泽兰生物炭的制备方法，包括以下步骤：

S1：先采取生物入侵物种紫茎泽兰植株，并将其经水漂洗去除杂物后晒干；

S2：将晒干后的紫茎泽兰用粉碎机粉碎，得到紫茎泽兰粉末，放置于广口瓶中备用；

S3：将紫茎泽兰粉末填入陶瓷坩埚压实后盖上坩埚盖，放置于马弗炉中；

S4：用N₂吹扫马弗炉内室10min，再以5℃/min的升温速率程序升温，加热至热裂解终点温度400℃、500℃、600℃，到达终点温度后保持2h；

S5：将自然冷却后的紫茎泽兰生物炭从马弗炉中取出，之后用1mol/L的盐酸泡洗6h，用超纯水冲洗生物炭至无氯离子；

S6：用烘箱在60℃的条件下烘干并过60目筛子，得到紫茎泽兰生物炭样品；

S7：将样品放置于样品袋中转移到干燥器中保存待用，不同温度制备的紫茎泽兰生物炭分别记为CW400、CW500、CW600，数字代表制备时热裂解的终点温度。

一种紫茎泽兰生物炭负载纳米铁/镍的方法，包括以下步骤：

Sa：先将N₂通入三口烧瓶保证制备环境为缺氧条件；