[发明专利]一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤完成：

一、将玉米秸秆粉末与碳酸氢钠混合均匀后研磨，得到混合粉末A；将混合粉末A在氮气环境下、以10℃/min的升温速率升温至780℃～820℃，并在780℃～820℃下热解110min～130min，得到玉米秸秆多孔生物炭；将玉米秸秆多孔生物炭置于50℃～70℃的过硫酸铵-硫酸溶液中浸泡22h～26h，然后烘干，得到亲水玉米秸秆多孔生物炭；所述玉米秸秆粉末与碳酸氢钠的质量比为(7～10):(7～10)，玉米秸秆多孔生物炭的质量与过硫酸铵-硫酸溶液的体积的比为(0.33g～0.67g):(20mL～40mL)，过硫酸铵-硫酸溶液中过硫酸铵的质量与硫酸溶液的体积的比为(18.26g～27.38g):(80mL～120mL)；

二、将亲水玉米秸秆多孔生物炭加入到七水硫酸亚铁-厌氧水溶液中，并在氮气条件下机械搅拌1h～3h，然后加入绿茶提取液，继续搅拌1h～3h，再加入硫化钠溶液，继续搅拌1h～3h，得到同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭；所述亲水玉米秸秆多孔生物炭的质量与七水硫酸亚铁-厌氧水溶液的体积的比为(0.12g～0.13g):(120mL～130mL)，亲水玉米秸秆多孔生物炭的质量与绿茶提取液的体积的比为(0.12g～0.13g):(80mL～120mL)，七水硫酸亚铁-厌氧水溶液中的亚铁离子与硫化钠溶液中硫离子的摩尔比为(0.23～0.27):(0.04～0.06)。

2.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤一中所述的玉米秸秆粉末按照以下步骤制备：先将玉米秸秆用蒸馏水冲洗4次～6次，然后在70℃～90℃下烘干，烘干后进行研磨，再过100目筛，得到玉米秸秆粉末。

3.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤一中所述将混合粉末A在氮气环境下、以10℃/min的升温速率升温至800℃，并在800℃下热解120min，得到玉米秸秆多孔生物炭。

4.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤一中所述将玉米秸秆多孔生物炭置于60℃的过硫酸铵-硫酸溶液中浸泡24h，然后在50℃～80℃下烘干，得到亲水玉米秸秆多孔生物炭。

5.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤一中所述玉米秸秆粉末与碳酸氢钠的质量比为1:1，玉米秸秆多孔生物炭的质量与过硫酸铵-硫酸溶液的体积的比为0.5g:30mL，过硫酸铵-硫酸溶液中过硫酸铵的质量与硫酸溶液的体积的比为22.82g:100mL。

6.根据权利要求5所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于所述的硫酸溶液的浓度为2mol/L，硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数为98％。

7.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤二中所述将亲水玉米秸秆多孔生物炭加入到七水硫酸亚铁-厌氧水溶液中，并在氮气条件下机械搅拌2h，然后加入绿茶提取液，继续搅拌2h，再加入硫化钠溶液，继续搅拌2h，得到同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭。

8.根据权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的制备方法，其特征在于步骤二中所述亲水玉米秸秆多孔生物炭的质量与七水硫酸亚铁-厌氧水溶液的体积的比为0.125g:125mL，亲水玉米秸秆多孔生物炭的质量与绿茶提取液的体积的比为0.125g:100mL，七水硫酸亚铁-厌氧水溶液中的亚铁离子与硫化钠溶液中硫离子的摩尔比为0.25:0.05，七水硫酸亚铁-厌氧水溶液中七水硫酸亚铁的质量与厌氧水的体积的比为1g:125mL。

9.如权利要求1所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的应用，其特征在于所述一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭用于吸附工业废水中的铅。

10.根据权利要求9所述的一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭的应用，其特征在于所述一种同时固载硫化亚铁和零价铁的生物炭用于吸附工业废水中的铅时，添加量为0.5g/L。