[发明专利]一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法

权利要求书

1.一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由下述重量配比的原料制成：载体80~95份、纳米铁5~20份；所述的载体是以粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制成二维活性炭纤维布，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体；载体的表面负载纳米铁。

2.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，所述的二维活性炭纤维布由下述方法制备的：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，采用开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布基材料；所述碳化温度为300~500℃；所述活化工艺，是在600~950℃下，采用活化剂NaOH、KOH、H₃PO₄或ZnCl₂中一种进行活化。

3.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由载体和纳米铁两大部分组成，所述载体，为二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸、花生壳的粉末材料。

4.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，所述的纳米铁直径为50~500nm；

所述的纳米铁，由下述方法制备的：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶和去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO₄ ·7H₂O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO₄ ·7H₂O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。

5.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的重量比1：1。

6.权利要求1-5任一所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，应用于水处理材料或重金属镉铅去除。

7.权利要求1-5任一所述的一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，包括如下步骤：

(1) 制备活性炭纤维布：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布；

(2) 制备纳米铁：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶与去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO₄ ·7H₂O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO₄ ·7H₂O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁；

（3）载体制备：步骤（1）制得的二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸或花生壳的粉末材料；

(4)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终制得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（4）中的载体80~95份、纳米铁5~20份。