[发明专利]一种硝酸铁改性生物炭及其制备方法与应用在审

专利信息
申请号: 202210742602.9 申请日: 2022-06-27
公开(公告)号: CN115007109A 公开(公告)日: 2022-09-06
发明(设计)人: 王清良;赵旭;苏玉成;胡鄂明;雷治武;王红强;胡芳;李会娟 申请(专利权)人: 南华大学
主分类号: B01J20/20 分类号: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
代理公司: 北京博海嘉知识产权代理事务所(普通合伙) 16007 代理人: 郝彦东
地址: 421001 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 硝酸铁 改性 生物 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

本发明涉及含铍废水处理技术领域,尤其涉及一种硝酸铁改性生物炭及其制备方法与应用。该硝酸铁改性生物炭的制备方法包括:包括以下步骤:将荷叶粉、硝酸溶液混合,混合物顺次进行静置、干燥,得到混合粉末;然后将混合粉末在氮气气氛中进行活化,得到荷叶生物炭;再将荷叶生物炭与硝酸铁溶液混合,混合物顺次进行超声处理、干燥、焙烧,得到硝酸铁改性荷叶生物炭。本发明制备的硝酸铁改性荷叶生物炭用于处理含铍废水,对铍的吸附效果好、速度快,操作方便,成本低廉,易于推广应用。

技术领域

本发明涉及含铍废水处理技术领域,尤其涉及一种硝酸铁改性生物炭及其制备方法与应用。

背景技术

铍是一种国家战略储备资源,由于其重量轻、强度高,在核武器、核反应堆、惯性制导元件、X射线管、空间光学、微电子等领域得到了广泛应用。随着铍的应用日趋广泛,铍的开采量日益增多,铍选矿过程中产生的大量工业废水、尾矿废水、矿石洗涤、沉淀废水、除尘净化装置的淋洗水、操作区地面洗涤、设备冲洗及工作服洗涤水等会污染周边环境中的地表水和地下水资源。铍同时也是一种有毒物质,纯铍金属的毒性并不高,但是铍的一些化合物拥有很高的毒性,人体长期暴露在铍的环境中会导致很多健康问题,包括肉芽肿性慢性铍病,而且还会对人体肺部造成严重的影响,甚至有致癌的风险。

荷叶作为典型的农业废弃物,荷叶中含有大量的钙元素。近年来,随着科技的进步以及人们环保意识的增加强,将荷叶变废为宝的案例已经屡见不鲜。但是原荷叶碳的比表面积小,需要对其进行改性从而提高其处理废水的能力。

在吸附材料研究技术中,已存在利用荷叶制备吸附材料的一些技术。如中国专利申请号202010168800.X,公开了“一种荷叶源生物炭负载锰氧化物的低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用”,该方法主要是通过负载锰氧化物从而对烟气进行脱硝处理,该处理方法主要针对大气污染部分。截止目前为止,还没有利用硝酸铁改性荷叶生物炭用于含铍废水的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硝酸铁改性生物炭及其制备方法与应用,以解决现有技术存在的缺陷。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供了一种硝酸铁改性荷叶生物炭的制备方法,包括以下步骤:

(1)将荷叶粉、硝酸溶液混合,混合物顺次进行静置、干燥,得到混合粉末;

(2)将混合粉末在氮气气氛中进行活化,得到荷叶生物炭;

(3)将荷叶生物炭与硝酸铁溶液混合,混合物顺次进行超声处理、干燥、焙烧,得到硝酸铁改性荷叶生物炭。

优选的,所述荷叶粉、硝酸溶液的重量体积比为45~55g:80~120ml,所述硝酸溶液的质量分数为20%-50%;所述荷叶粉的粒径为50-300目。

优选的,步骤(1)所述混合为硝酸溶液加入到荷叶粉中,搅拌0.5~3.5h;所述静置的时间为13~17h,所述干燥的温度为100~140℃,干燥的时间为20~28h。

优选的,所述活化的温度为580~620℃,活化的时间为1.0~4.5h;升温至活化温度的升温速率为4~8℃/min。

优选的,所述超声处理的时间为100~140min,超声处理的功率为200~1200W。

优选的,所述步骤(3)干燥的温度为100~140℃,干燥的时间为15~17h。

优选的,所述步骤(3)焙烧的温度为590~610℃,焙烧的时间为1.5~4.5h;升温至焙烧温度的升温速率为4~6℃/min。

优选的,硝酸铁溶液的质量浓度为5%~70%。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的一种硝酸铁改性荷叶生物炭,所述硝酸铁改性荷叶生物炭中硝酸铁的质量为荷叶生物炭质量的5~25%。

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