[发明专利]一种生物质炭负载磁性物质复合吸附材料及其制备方法、应用方法

说明书

本发明公开了一种生物质炭负载磁性物质复合吸附材料及其制备方法、应用方法，属于水处理领域。本发明将生物质与钴盐和镍盐混合后研磨均匀，得到混合物，然后将所得的混合物在惰性气体保护下，煅烧，然后冷却，即得生物质炭负载磁性物质复合吸附材料。本发明的制备方案所需步骤少、对环境友好，能够通过本发明制备方法制得的生物质炭负载磁性物质复合吸附材料具有很好的吸附效果，本发明的制备方案具有良好的工业生产前景。

技术领域

一种生物质炭负载磁性物质复合吸附材料及其制备方法、应用方法，属于生物质废弃物综合利用研究领域。

背景技术

纺织、造纸、化妆品等行业排放的染料大多数具有毒性且降低了水体的透光率，对水体造成了严重污染。

活性炭吸附是将染料从废水中去除的主要手段，但活性炭较高的制备成本使其应用受到一定的限制。在广大农村里，每年产生大量的麦秸、稻草、玉米秆、甘蔗渣等农业生物质，这些生物质中含有丰富的羟基、醛基、醚基、羧基等极性基团很容易与染料分子相互作用而吸附染料分子。农业生物质作为吸附剂的最大优点是经济，费用一般不到活性炭的10％，但该类吸附剂的直接吸附效果并不理想，需要进行相应的改性处理。

磁性纳米材料作为一种新型的吸附剂，其快速、高效、便捷、可回收等特性为污水处理开辟了新的方向和思路。与传统的吸附剂相比，磁性吸附剂可以避免使用过滤，离心方法，从而实现利用较少的能量来达到小尺寸吸附剂从溶液中的分离的目的。虽然磁性材料在染料废水处理方面具有诸多优势，复杂的制备步骤和高昂的制造成本使其并未得到大规模的应用。

申请公布号为CN103949212A的中国发明专利(申请公布日为2014年07月30日)公开了一种生物质基磁性生物炭的制备方法，具体是直接以农林废弃物为原料，经限氧热解或水热炭化方法制得生物炭为基体，在多元醇溶液中，将铁前体高温分解成磁性纳米材料Fe₃O₄负载于生物炭基体上，并在氮气保护下进行烧结，制得结晶度高且稳定的磁性纳米颗粒。该发明是先制备生物质炭，然后在液相中吸附铁盐通过热分解制备产物。该发明与申请公布号为CN105772708A的中国发明专利的制备步骤大致相似，两者同样存在着一定缺陷，制备步骤过于繁琐，制备过程中需要多次洗涤和干燥，并且需要采用限氧较为严苛的试验条件。该发明在水热或者限氧条件下先制备生物质炭，会使得生物质炭上含有一些含氧基团和结构缺陷，在与金属盐进行混合时，这些含氧基团或者结构缺陷都会优先吸附金属盐离子，在后续的制备过程中，可能会造成金属颗粒团聚分不均，最终影响材料的吸附或者催化等化学性能。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种生物质炭负载磁性物质复合吸附材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种上述方法制得的复合吸附材料及其应用。

为了实现上述目的，本发明的生物质炭负载磁性物质复合吸附材料的制备方法，包括如下制备步骤：

1)将生物质与钴盐和镍盐混合后研磨均匀，得到混合物；

2)将步骤1)中所得的混合物在惰性气体保护下，高温600～1000℃煅烧1～3h，然后冷却，即得生物质炭负载磁性物质复合吸附材料。

上述步骤1)中研磨采用干磨的方式。

上述干磨是在玻璃研钵或者玛瑙研钵中进行研磨。

上述干磨是通过球磨机进行研磨。

上述步骤1)中生物质为甘蔗粉。

上述甘蔗粉的制备方法为：将甘蔗中的汁水挤出得甘蔗渣，将甘蔗渣干燥，然后粉碎，得甘蔗粉。

上述步骤1)中的钴盐和镍盐分别为六水合氯化钴和六水合氯化镍。

上述生物质与六水合氯化钴和六水合氯化镍以按照质量比为1～3:1～3：1～3进行混合。