[发明专利]一种绿色纳米铁基生物质炭吸附材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种绿色纳米铁基生物质炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、将废茶树叶清洗、干燥、粉碎，所得粉末加入超纯水进行恒温水浴中浸提，静置冷却至室温后真空抽滤，分别获得滤液和茶渣，调节滤液pH至6.0～7.0作为绿色还原剂，茶渣烘干后作为茶渣生物质原料；

2)、将步骤1)中茶渣生物质原料放置于管式炉中在500±150℃下热解炭化保温2±0.5h，降至室温后以0.01～0.05mol/L的HCl清洗，烘干，研磨过筛，获得茶渣炭；

3)、将三价铁盐或二价铁盐溶解于超纯水中制得0.1～0.2mol/L铁盐溶液；

4)、向步骤3)的铁盐溶液加入步骤2)获得的茶渣炭，调节混合体系pH至5.0～6.0后超声，使Fe²⁺/Fe³⁺吸附到茶渣炭表面，再依次添加无水乙醇、机械搅拌下加入步骤1)制得的绿色还原剂，于常压室温下反应0.5～2.5h后，得到绿色纳米铁基生物质炭悬浮液；

所述茶渣炭与铁盐溶液的料液比为10～40g/L，铁盐溶液与乙醇的体积比为10:1～2，铁盐溶液与绿色还原剂的体积比为1:1±0.05；

5)、磁分离步骤4)悬浮液中的磁性固体产物，对磁性固体产物依次经NaOH溶液、超纯水、无水乙醇洗涤后，再次磁分离并真空冻干，得到可作为吸附材料的绿色纳米铁基生物质炭。

2.根据权利要求1所述的绿色纳米铁基生物质炭的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，茶叶粉末与超纯水的料液比为40～120g/L，水浴温度为70±10℃，浸提时间为1±0.5h。

3.根据权利要求2所述的绿色纳米铁基生物质炭的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中铁盐为FeCl₃·6H₂O或FeSO₄·7H₂O。

4.根据权利要求3所述的绿色纳米铁基生物质炭的制备方法，其特征在于：所述步骤4)于40kHz下超声15min。

5.根据权利要求4所述的绿色纳米铁基生物质炭的制备方法，其特征在于：对步骤4)所得的绿色纳米铁基生物质炭悬浮液采用钕铁硼强力磁铁进行磁分离，所述步骤5)中NaOH溶液浓度为0.02～0.04mol/L，NaOH溶液、超纯水、无水乙醇依次洗涤1、2～3、2～3次，冻干温度-55℃。

6.利用如权利要求1～5任一方法制备而得的绿色纳米铁基生物质炭的应用，其特征在于：用于重金属镉、铅、砷复合污染的水体和农田土壤的原位修复。

7.根据权利要求6所述的的应用，其特征在于：

当修复水体时，绿色纳米铁基生物质炭吸附材料：污染水体＝0.5±0.1g/L的用量比，修复时长为24±2h；

当修复土壤，绿色纳米铁基生物质炭吸附材料：土壤＝0.5～3.5g/kg，修复周期为14±1d。