[发明专利]一种重金属吸附改性生物炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种重金属吸附改性生物炭的制备方法，包括如下步骤：S1取油茶壳粉末，加入0.01‑0.05mol/L的高锰酸铵溶液和去离子水搅拌均匀后，加热后得到活化后的油茶壳粉末；S2将活化后的油茶壳粉末依次用盐酸、氢氧化钾水洗后，用去离子水冲洗后过滤；S3用氢氧化钾、硫脲溶液与S2步骤后的油茶壳粉末搅拌后静置一段时间，然后过滤；S4将过滤后的油茶壳粉末用盐酸和蒸馏水洗涤到中性；S5将油茶壳粉末放入坩埚中，放置于加热炉中恒温2‑4小时后得到三维网状的重金属吸附改性生物炭。本发明的重金属吸附改性生物炭的制备方法通过活化、溶解、热解步骤，将油茶壳粉末制备成三维的重金属吸附改性生物炭。使得生物炭材料的吸附能力更强，吸附的时长也更优异。

技术领域

本发明涉及生物炭领域，具体为一种重金属吸附改性生物炭及其制备方法。

背景技术

近年来随着工业的不断技术升级，经济得到了长足的进步，但是在工业发展的背后，也产生了大量的工业污水。由于环保意识的薄弱，大量的工业污水进入了生态系统，造成了水质的严重恶化。近年来食品和生鲜中均检测出大量的重金属离子残留，对于国内的食品安全和环境安全都有严重的后果。随着工业化污水的大量无序排放，这种变化会逐渐对水土造成长期的重金属化影响。

生物炭由于其易得性、经济性、孔隙结构相对较多、比表面积较大、表面官能团较多的优点，广泛的应用在重金属吸附领域。但是生物炭的种类相对较多，其孔隙结构和比表面积相差较大，而油茶壳基的生物炭其孔隙结构好，比表面积大，但是其改性过程中对于孔隙率和比表面积的改进相对较小，难以得到更大的优化效果。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种孔隙结构好、比表面积大的重金属吸附改性生物炭，并利用活化剂活化的制备方法。

本发明为了达到此目的，采用如下的技术方案：

一种重金属吸附改性生物炭的制备方法，包括如下步骤：

S1取油茶壳粉末，加入0.01-0.05mol/L的高锰酸铵溶液和去离子水搅拌均匀后，加热后得到活化后的油茶壳粉末；

油茶壳粉末、高锰酸铵溶液、去离子水的质量比优选的为1:1-2:5-8；优选的先加入油茶壳粉末后，在加入0.01-0.05mol/L的高锰酸铵溶液，然后再加入去离子水搅拌10—30min，加热30-60min后得到活化后的油茶壳粉末；

S2将活化后的油茶壳粉末依次用盐酸、氢氧化钾水洗后，用去离子水冲洗后过滤；

S2步骤中，通过0.1-0.3mol/L的盐酸酸洗油茶壳粉末5min后，再通过0.1-0.3mol/L的氢氧化钾碱洗5min后，再用去离子水冲洗到pH呈中性后过滤后静置2-4小时后得到油茶壳粉末。

S3用氢氧化钾溶液、硫脲溶液与S2步骤后的油茶壳粉末搅拌后静置一段时间，然后过滤；

将油茶壳粉末、氢氧化钾溶液、硫脲溶液按质量比1:0.1-0.3:0.2-0.5的质量比进行调制，具体为先将油茶壳粉末倒入烧杯后，倒入0.1-0.3mol/L的氢氧化钾溶液，再倒入0.2-0.5mol/L的硫脲溶液，搅拌2-5min后静置10-15min后过滤。

S4将过滤后的油茶壳粉末用盐酸和蒸馏水洗涤到中性；

将过滤后的油茶壳粉末用0.2-0.5mol/L的盐酸酸性后，再用蒸馏水洗涤到pH中性。

S5将油茶壳粉末放入坩埚中，放置于加热炉中恒温2-4小时后得到三维网状的重金属吸附改性生物炭。

本发明还提供如下优选方案：

优选的，S1步骤中，所述高锰酸铵的添加量为10-20mL。

优选的，S1步骤中，所述去离子水添加量为50-80mL。