[发明专利]一种桑树杆生物炭/Fe-Mn复合吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种桑树杆生物炭/Fe‑Mn复合吸附剂的制备方法及应用。将桑树杆炭化，磨碎；所得桑树杆生物炭中加入氢氧化钾溶液浸渍，过滤，烘干，活化，洗涤产物至中性，过滤，干燥，得桑树杆生物炭中间体；桑树杆生物炭中间体超声波振荡均匀后，加入KMnO₄溶液，搅拌；再加入NH₄HCO₃溶液，搅拌；滴加Fe(NO₃)₃溶液，用NaOH溶液调节pH值，水浴加热，搅拌。冷却、洗涤、过滤、干燥、磨碎，得桑树杆生物炭/Fe‑Mn复合吸附剂，其吸附Cr(VI)和磷最佳pH值分别是3.0和3.0~6.0。本发明工艺设备简单、易行，成本低；所得吸附剂具有良好的吸附效果，能应用于含铬和含磷等废水的深度处理。

技术领域

本发明涉及一种桑树杆生物炭/Fe-Mn复合吸附剂的制备方法及其应用，利用农业废弃物桑树杆为主要材料，研究了桑树杆生物炭/Fe-Mn复合吸附剂的制备方法及其对铬和磷的吸附应用。属于废物资源化利用与水处理技术领域。

背景技术

近年来，随着工业化的快速发展，含铬和磷的废水排放量越来越大，该类废水严重破坏生态环境，影响人体身体健康，因此，对含铬废水、含磷废水的处理刻不容缓。铬是一种危害性极大的环境污染物，常以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在，Cr(VI)是一种急性致癌物质，毒性远高于Cr(III)。铬及其化合物被广泛应用在电镀、冶金、制革、金属加工、木材保存、油漆和颜料的生产等工业领域中，这些行业产生大量含铬的废水，这些废水容易通过食物链被人体吸收，当吸入过量时会引发致癌致畸和致突变。磷是水环境中基本的营养元素，也是人类以及其他动植物赖以生存所必须的元素之一。但是过多的磷将会引起水库、湖泊以及沿海地区的富营养化，是一种全球性的环境问题。磷主要来源于磷肥的广泛使用、制糖、造纸、纺织以及屠宰等工业废水、城市生活污水等，若这些废水未经处理而直接排放，将导致水环境受到严重的污染。

去除铬和磷的主要方法有：离子交换法、膜分离法、氧化/沉淀法、吸附法等。在这些方法中，吸附法因其吸附效果好、可循环利用、成本低、操作简单等被作为常用的处理方法加以利用。目前，将植物秸秆、果壳、果核和其他农林产品等制备成生物炭并用于去除废水中铬、镉、铅、磷等污染物质成为研究热点。广西是我国种桑养蚕最大的省区，全区每年桑园种植面积在20万公顷左右，每年采伐下来的桑枝条高达600万吨以上，将桑树枝资源化利用制备成生物炭，既给当地农民带来一定的经济收益，又变废为宝，节约资源，保护环境。但未经修饰的生物炭吸附去除污染物质的能力有限。因此研制吸附能力更强、适用范围更广的改性复合生物炭尤为重要。

Fe-Mn二元氧化物因其有效的性能、低成本、对环境友好的特性，被广泛用于去除水中污染物质，因此，本发明把铁、锰氧化物与生物炭结合起来，制备吸附效果更佳的复合吸附材料。

发明内容

本发明的目的就是提供一种在常压下，以桑树杆为主要原料，以氢氧化钾、硝酸铁、高锰酸钾和碳酸氢铵为改性剂，制备桑树杆生物炭/Fe-Mn复合吸附剂的方法。