[发明专利]一种羧甲基磁性木质素基生物炭及制备方法

权利要求书

1.一种羧甲基磁性木质素基生物炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将碱木素与赋磁剂按一定比例混合后加入一定量的表面活性剂和水，在室温下将其搅拌均匀后，通过冷冻干燥得到混合物，研磨至粒径d≥100目后，在流量为80-100mL·min^-1氮气氛围下，升温速率为5℃·min^-1下，升温至350℃-450℃微炭化2h后冷却至室温后，得到磁性生物炭，将制得的磁性生物炭在介质溶液中控制体系温度60℃下机械搅拌30-50min，待其均匀混合后，加入一定量的碱性溶液，并在50℃-70℃温度下碱化反应2-4h，随后加入一氯乙酸和介质溶液组成的混合溶液，混合溶液中一氯乙酸的浓度为15wt%~40wt%，在70℃-90℃温度下醚化反应1-5h，反应结束后用磁分离法收集产品，将收集的固体经无水乙醇和去离子水反复离心洗涤至pH=6.5-7.5，得到羧甲基磁性木质素基生物炭。

2.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于：所述的羧甲基磁性木质素基生物炭的原料按重量份数计包括：碱木素87-104份、赋磁剂87-104份、表面活性剂1-2份、一氯乙酸35-62份、碱性溶液88-103份、介质溶液624-701份。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性溶液为NaOH溶液、KOH溶液、NH₃·H₂O溶液中的一种或两种组合以上的混合物，碱性溶液的浓度为35.0wt%~45.0wt%。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的碱木素来源于制浆黑液，选自桦木、蔗渣、皇竹草、稻草、柞木、芨芨草、竹子、麦草、曲柳、芦苇、杨木、马尾松、桉木中的一种或几种通过碱法或硫酸盐法制备的制浆黑液，制浆黑液的固含量为20.0wt%~75.0wt%，其中木质素含量为9.5~35.0wt%，密度为1.02~1.38g/mL，分离提纯后得到所需的碱木素。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的赋磁剂为FeCl₃·6H₂O、Fe（NO₃）₃·9H₂O、Fe₂（SO₄）₃·9H₂O中的一种或两种以上组合的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上组合的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的介质溶液为异丙醇、乙醇和水中的一种或两种以上组合的混合物。

8.根据权利要求书1所制备的制备方法，其特征在于，制备的羧甲基磁性木质素基生物炭中羧甲基含量为0.3 mmol·g^-1-1.2 mmol·g^-1，对亚甲基蓝的吸附值为294.9 mg·g^-1-432.0 mg·g^-1，且比表面积高达302.0 m²·g^-1，比饱和磁化强度高达11.7 emu·g^-1。

9.如权利要求1所述的制备方法制得的羧甲基磁性木质素基生物炭。