[发明专利]一种Mg/Al水滑石修饰的生物炭复合材料及其制备方法与用途

摘要

本发明涉及一种Mg/Al水滑石修饰的生物炭复合材料及其制备方法与用途，该复合材料以生物炭为基体，基体表面负载焙烧的Mg/Al水滑石。制备的具体步骤为：制备的顺序是先将生物质粉末浸入到Mg/Al水溶液中，再制备Mg/Al水滑石和生物质的复合物，最后通过管式气氛炉在N2氛围下将Mg/Al水滑石和生物质的复合物热解得到所述产品。本发明的Mg/Al水滑石修饰的生物炭复合材料的制备过程中，生物质的热解和水滑石的焙烧在同一个热处理过程中进行，缩减了制备费用和时间。焙烧的Mg/Al水滑石接触到水以后其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的水滑石。该产品对废水中的染料具有良好的吸附效果。

主权项

1.一种Mg/Al水滑石修饰的生物炭复合材料，其特征在于，所述复合材料包括生物炭基体，基体上负载有焙烧后的Mg/Al水滑石；所述的Mg/Al水滑石修饰的生物炭复合材料的制备顺序是：先将Mg/Al水滑石负载到生物质原材料上，然后在N2氛围下进行加热处理，生物炭的热解和Mg/Al水滑石的焙烧同时进行；具体制备步骤如下：(1)将生物质原材料用去离子水清洗，然后在80℃下烘干24小时，将烘干后的生物质粉碎，并过2mm筛得到生物质粉末；(2)将2.4g的AlCl3·6H2O和6.1g的MgCl2·6H2O加入到400mL的超纯水中，再将步骤(1)得到的生物质粉末加入到该溶液中，混合悬液以130转/分钟的速度在26℃恒温水浴振荡箱中振荡24小时得到悬液A，再另取16.0g的NaOH和13.25g的Na2CO3加入到500mL的超纯水中得到溶液B；(3)将步骤(2)中得到的悬液A和溶液B同时并逐滴地加入到一个三颈烧瓶中，三颈烧瓶中置于恒温水浴锅中保持反应温度60℃，反应过程中用电动搅拌器在400转/分钟下进行搅拌，并通过调整悬液A和溶液B的滴加速度使三颈烧瓶中的反应溶液pH保持在10左右，滴加结束后再持续反应20分钟，将反应后的悬液在100℃下老化24小时，然后将得到的沉淀物过滤，并用超纯水清洗3遍，然后在80℃下烘干36小时得到Mg/Al水滑石和生物质的复合物；(4)将步骤(3)中得到的Mg/Al水滑石和生物质的复合物放入管式气氛炉中热解烧制，热解过程中保持气氛炉的石英管密封，同时向管内以400mL/min的流速通入N2，以此来保持整个热解过程的厌氧条件，管式炉的升温程序设定为：从室温以7℃/min的升温速率加热上升到500℃，并在此温度条件下持续热解2小时，然后开始自然降温过程，在降温过程中保持N2以相同流速持续通入，冷却到室温后取出即得到所述复合材料。