[发明专利]一种硼氢化钠改性生物炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硼氢化钠改性生物炭在铁还原细菌还原三价铁中的应用，其特征在于，包括以下步骤：将硼氢化钠改性生物炭、三价铁添加到培养基中，接种铁还原细菌进行培养，完成对三价铁的还原处理；所述硼氢化钠改性生物炭与培养基的质量体积比为0.1～1g：100mL；

所述硼氢化钠改性生物炭是以硼氢化钠为还原剂对生物炭进行还原处理后制备得到。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述铁还原细菌的接种量为培养基体积的1～5％；所述铁还原细菌为地杆菌；所述三价铁为柠檬酸三铁；所述培养基中三价铁的浓度为10～30mM。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述硼氢化钠改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：

S1、将生物炭与水混合，得到生物炭悬浮液；

S2、调节步骤S2中得到的生物炭悬浮液的pH值为碱性，除去生物炭悬浮液中的氧气，得到无氧碱性生物炭悬浮液；

S3、将步骤S1中得到的无氧碱性生物炭悬浮液与硼氢化钠混合，在无氧条件下进行还原反应，冷却，清洗，真空干燥，得到硼氢化钠改性生物炭。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述生物炭与硼氢化钠的质量比为1g：8～10g。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤S3中，所述还原反应在温度为70～90℃下进行；所述还原反应的时间为1～3h；所述反应过程中控制体系的转速为150～250rpm；所述清洗为采用无氧超纯水洗涤固体产物，直至洗涤出水为中性；所述真空干燥的温度为60～80℃；所述真空干燥的时间为12～24h。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的应用，其特征在于，步骤S1中，所述生物炭与水的质量体积比为1～2g：100mL；所述生物炭的制备方法包括以下步骤：在氮气保护气氛下，以升温速率为5～10℃/min将生物质材料升温至500～900℃进行限氧高温热解处理0.5～2h，过100～200目筛，得到生物炭；所述生物质材料为稻草秸秆；

步骤S2中，采用碱性药剂调节生物炭悬浮液的pH值≥9；所述碱性药剂为氢氧化钠颗粒；所述生物炭与碱性药剂的质量比为1g：0.8～1.2g；所述生物炭悬浮液中的氧气采用以下方式去除：往生物炭悬浮液中通入氮气0.5～1h。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述硼氢化钠改性生物炭的比表面积为218.06m²/g，Zeta电位为-29.03mV，开路电压为7.09mV；所述硼氢化钠改性生物炭中C的质量百分含量为80.59％，H的质量百分含量为3.27％，O/C质量比为0.18：1。