[发明专利]强化吸附有机染料的改性生物炭及其制备方法

说明书

本发明属于有机染料废水处理和生物质资源化利用领域，涉及强化吸附有机染料的改性生物质炭及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)秸秆去皮得秸秆芯，切片，洗涤、烘干、粉碎过筛得粉末秸秆；(2)将粉末秸秆浸渍于FeCl₃溶液中，浸渍1～2h，过滤干燥得浸渍秸秆；(3)将浸渍秸秆置于氮气氛围下，以10℃/min的升温速度升至600℃，保持1h，关闭加热，冷却至室温，取出得铁改性生物炭；(4)将铁改性生物炭研磨，洗涤至pH为中性，干燥，过筛得强化吸附有机染料的改性生物炭。该制备方法工艺简单，耗时短，能够高效的制备出强化有机染料吸附的生物炭。

技术领域

本发明属于有机染料废水处理和生物质资源化利用领域，涉及强化吸附有机染料的改性生物质炭及其制备方法。

背景技术

我国染料年产量居世界第一，随着印刷、涂料、塑料、纤维等相关行业快速发展，染料需求不断扩大。印染废水中包含大量带发色基团的有机染料，通常印染废水成分复杂、质量浓度高、难于降解，若处理不当排入水环境，会降低水体透光性，减少水中溶解氧，严重危害水生生态系统(Pego M F F,Carvalho J,Borges W,et al.Impact of corona treatedactivated carbon in anionic and cationic dye adsorption[J].Cerne,2017,23(2):219-228.)；并可能通过食物链直接或间接影响人们的身体健康。

生物炭是一种稳定的高度芳香化的含碳固态物质，可以通过动植物等农林废弃物的生物质碳化裂解合成，具有丰富的孔结构、巨大的比表面积、化学和生物学稳定性较高等优势，在污水处理中有很好的前景。与活性炭相比生物炭具有廉价和原料来源广泛的优点，但生物炭对有机染料的吸附效果不理想，所以需研究一种提高其有机染料吸附效果的方法。而过去的研究改进方法较为复杂，需经过活化—负载—碳化等多个步骤；或是在限氧碳化过程升温操作复杂，专利CN103480331A公开了一种降解有机染料的生物质磁性炭材料，放入旋转式管式炉中，在N₂保护下，以2～3℃/min的升温速率升温至400～500℃，保温20～30min，继续升温至750～800℃，保温60～80min，2h～8h后将炉温降至室温，其升温过程复杂，耗时较长，生产成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种强化有机染料吸附的改性生物炭制备方法，该制备方法工艺简单，耗时短，能够高效的制备出强化有机染料吸附的生物炭。

该方法包括以下步骤：

(1)秸秆去皮得秸秆芯，洗涤、烘干、粉碎过筛得粉末秸秆；

(2)将粉末秸秆浸渍于FeCl₃溶液中，浸渍1～2h，过滤干燥得浸渍秸秆；

(3)将浸渍秸秆置于氮气氛围下，以10℃/min的升温速度升至600℃，保持1h，关闭加热，冷却至室温，取出得铁改性生物炭；

(4)将铁改性生物炭研磨，洗涤至pH为中性，干燥，过筛得强化吸附有机染料的改性生物炭。

优选的，所述步骤(2)中，所述FeCl₃溶液的物质的量浓度为1～5mol/L。

优选的，所述步骤(2)中，每100mL FeCl3溶液用于浸渍2～3g粉末秸秆。

优选的，所述步骤(1)中，所述秸秆为玉米秸秆或高粱秸秆。

优选的，所述干燥的温度为60～100℃；

优选的，所述洗涤的洗涤剂为去离子水；

上述制备方法制备的强化吸附有机染料的改性生物炭也属于本发明的保护范围。

本发明的有益效果在于：