[发明专利]一种可磁力回收生物炭吸附催化材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种可磁力回收的生物炭吸附催化材料、制备方法及其应用。其中，所述的所述生物炭吸附催化材料的原料包括玉米秸秆和氯化铁，且质量比为0.2‑3:1。其制备方法包括如下步骤：(1)将玉米秸秆洗净并烘干至完全干燥，粉碎后过筛，得到玉米秸秆粉末生物质；(2)将氯化铁与玉米秸秆粉末生物质加水混合，搅拌，烘干；(3)将烘干物质经碳化处理制得生物炭吸附催化材料。生物炭吸附催化材料不仅能够高效吸附水体中典型有机污染物，还会活化过硫酸盐产生自由基，在去除水体中有机污染物的同时还可进行磁分离，避免二次污染。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种可磁力回收的生物炭吸附催化材料、制备方法及其应用。

背景技术

生物炭是由各种生物质废弃物热解制备而成的一种多孔、富碳、经济有效的碳基材料，它来源广泛、环境友好、易大量制备，对有机污染物吸附能力强，且表面含有丰富的含氧官能团能够活化过硫酸盐产生自由基，以实现污染物的矿化。但在实际工程应用中，仅添加生物炭进行吸附去除或活化过硫酸盐降解有机污染物仍存在一定缺陷。例如，生物炭在吸附去除污染物后往往难以分离回收，且在高级氧化过程中对过硫酸盐活化效率低下，容易造成二次污染和修复效率低等问题。

中国发明专利CN109336082B公开了一种秸秆处理方法、生物炭及其制备方法和应用。秸秆处理方法包括以下步骤：1)将秸秆加入水中得到秸秆混合液，并将所述秸秆混合液的pH调至4.0-6.0:2；向步骤1)的所述秸秆混合液中加入过硫酸盐，并搅拌45-75min，获得处理后的秸秆。该发明还提出了一种生物炭通过将上述秸秆与铁盐溶液混合均匀制备用于修复土壤中的锑污染。该发明方法步骤较多，且仅公开了土壤中重金属污染的治理方法。

中国专利申请CN110316898A公开了一种吸附协同磁化分离技术处理染料废水的方法，首先采用磁化后的生物炭对染料废水中的染料污染物进行吸附处理，然后采用磁铁对完成吸附处理后的染料溶液进行磁化分离处理。本发明通过给生物炭进行表面赋磁，可实现吸附材料的快速分离和回收，赋磁完成后，磁性棉花秸秆生物炭对印染废水中的染料亚甲基蓝)具有很好的吸附去除，同时该磁性材料具有良好的稳定性，通过外加磁场可完成水处理吸附剂的有效分离，简化了处理过程，防止了二次污染。

中国专利申请CN110652964A公开了一种磁性铁基生物炭复合材料、制备方法及应用,磁性铁基生物炭复合材料为在生物炭附着有磁性铁基和催化金属:制备方法为:将生物炭、亚铁前体、催化金属溶液、还原剂混合，通过水热还原法制备磁性铁基生物炭复合材料，在还原剂的作用下将磁性铁基和催化金属附着在生物炭上，该磁性铁基生物炭复合材料在修复重金属六价铬污染的应用。

中国专利申请CN105536700A公开了一种利用秸秆制备生物炭吸附催化材料的方法，制备步骤包括选取秸秆原料的步骤，其中，秸秆原料选择小麦秸秆或玉米秸秆或棉杆或水稻秸秆，先进行秸秆原料清洁化预处理，然后依次用三价铁盐溶液浸渍，真空抽滤，滤饼烘干后，再在惰性气体条件下进行碳化处理,制得生物炭吸附催化材料成品。由此，秸秆原料经过三价铁盐溶液浸渍,通过热解的工艺过程，可获得生物炭吸附催化材料。该发明公开了生物炭吸附催化材料的制备方法，但该方法对水中有机污染物的去除效果不得而知。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，并提供了一种可磁力回收的生物炭吸附催化材料，该材料是以农业废弃物玉米秸秆为原料，通过氯化铁浸渍赋磁和热解碳化两个过程制得。采用一定热解温度制备出的生物炭吸附催化材料不仅能够高效吸附水体中典型有机污染物，还会活化过硫酸盐产生自由基，在去除水体中有机污染物的同时还可进行磁分离，避免二次污染。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可磁力回收的生物炭吸附催化材料，原料包括玉米秸秆和氯化铁，所述氯化铁和玉米秸秆的质量比为0.2-3:1；

优选地，优选地，所述玉米秸秆需粉碎过10-20目筛。