[发明专利]一种净化含镉废水的苎麻生物炭及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种净化含镉废水的苎麻生物炭及其制备方法和应用，其以苎麻秸秆、叶为原材料制备生物炭，首先制备苎麻秸秆、叶粉末，然后在厌氧的环境下制备苎麻秸秆和苎麻叶生物炭。利用本发明方法制备的苎麻生物炭廉价易得，操作简便，对水体中重金属镉有较好的吸附效果，对于重金属污染水体有较好的修复作用。

技术领域

本发明涉及一种净化含镉废水的苎麻生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

镉是一种对环境危害大且生物非必需的重金属元素，在水体中重金属难降解性，且极易通过生物链在人体内富集，对人体造成伤害，水体重金属的治理已经刻不容缓。当前水体重金属去除的主要方法有吸附法、膜分离法、离子交换法、生物法等，吸附法因其独特的性质成为人们的广泛关注的焦点，而吸附材料的选取则是吸附法治理水体重金属的重中之重。生物炭因其比表面积大，来源广泛，兼具一定的废品资源化利用的优势进入人们的视野。

苎麻作为南方的一种常见作物，自古以来都是重要纤维作物之一，中国苎麻产量约占全世界苎麻产量的90％以上。有研究表明，苎麻对土壤中的重金属有一定的富集能力，因此，苎麻在南方大面积的推广种植进行土壤污染的修复，但是这也一定限制了苎麻叶的用途。使用苎麻叶烧制生物炭，用于去除水体中的重金属，制备生成苎麻基生物炭用于水体中重金属的去除，对于修复水体重金属具有重要意义，同时对苎麻的资源化利用提供重要的参考。

中国专利CN102126723A公开了一种利用苎麻麻杆制备活性炭点方法，其通过两次碳化程序与溶液浸渍相结合制备出了活性炭，其活性炭表现出优异的碘吸附和亚甲基兰吸附值，但并没有表现出对重金属镉的吸附值高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种清洁、安全、易于获取、价格低廉的，能处理重金属镉污染水体的苎麻叶生物炭及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种净化含镉废水的苎麻生物炭的制备方法包括以下步骤：

步骤一，收集苎麻植物，使用剪刀将其茎、叶分离；

步骤二，将分离后的苎麻秸秆与苎麻叶片洗净烘干；

步骤三，将烘干后的苎麻秸秆和苎麻叶分别打碎成粉末；

步骤四，将打碎的苎麻秸秆和苎麻叶粉末转移至坩埚并分别置于马弗炉中，升温至500℃恒温1h；待坩埚冷却后取出，并使用超纯水清洗生物炭，烘干，制备得到苎麻秸秆生物炭J和苎麻叶生物炭Y。

本发明通过直接在马弗炉中碳化得到苎麻秸秆与苎麻叶片制成的苎麻生物炭，因其具有丰富的官能团及优异表面结构，在其应用于去除水体中的重金属镉时，苎麻生物炭表现出较高的镉离子吸附值，对于修复镉污染水体具有重要意义，同时对苎麻的资源化利用提供了重要的参考。

优选地，步骤三中苎麻秸秆和苎麻叶粉末需过80目筛。

优选地，步骤四的马弗炉中必须充氮气，且马弗炉按10℃·min^-1的速率升温至500℃。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种所述苎麻生物炭的制备方法制备的苎麻生物炭。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种所述苎麻生物炭的制备方法制备的苎麻生物炭在重金属镉污染水体中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明对苎麻秸秆和苎麻叶进行了农业废弃物的重新利用，制备出的生物炭用于水体中的重金属镉的吸附去除，并具有优异的吸附性能。

附图说明

图1是本发明实施例1的苎麻秸秆生物炭J和苎麻叶生物炭Y的扫描电镜图，其中左图为苎麻秸秆生物炭，右图为苎麻叶生物炭；