[发明专利]一种生物炭复合金属有机框架吸附材料的制备方法

说明书

一种生物炭复合金属有机框架吸附材料的制备方法，它涉及一种吸附材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有方法制备的生物炭的成本高，对磷酸盐的吸附效率低，选择性差和不方便回收的问题。方法：一、制备固体粉末A；二、制备BC/n‑LDH粉末；三、制备混合溶液；四、水热反应，得到生物炭复合金属有机框架吸附材料。一种生物炭复合金属有机框架吸附材料用于吸附废水中的磷酸盐。本发明制备的生物炭复合金属有机框架吸附材料对磷酸盐的吸附量可达25.87mg g^‑1。本发明可获得一种生物炭复合金属有机框架吸附材料。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料的制备方法。

背景技术

随着经济的快速增长，全球污水排放量增大，磷酸盐的排放量也随之增加。磷同时又是植物生长发育的重要成分，因此磷的去除和回收至关重要。化学除磷法中的化学吸附法由于其易于使用和高吸附效率而被频繁使用，化学吸附依赖于吸附材料的选择。传统吸附剂材料的选择性差，吸附能力低，不适合在实际工程中大规模使用。因此，继续研究材料改性，研究具有高选择性和高吸附容量的吸附材料至关重要。

生物炭主要的成分是碳分子，由不同来源的有机化合物热解产生，已报道诸多研究可将不同原材料制备成生物炭作为化学吸附材料，如：胡萝卜、农业残留物等。由于其优异的吸附特性使其具备较大的污染物去除的潜力，已被用作对水中磷酸盐的吸附。而生物炭吸附水中的磷酸盐也存在有一些不可避免的缺点，由于存在高比例的羧基和酚基，使生物炭表面带负电荷，限制了对于磷酸盐等阴离子的吸附。因此对其进行适当的改性是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是要解决现有方法制备的生物炭的成本高，对磷酸盐的吸附效率低，选择性差和不方便回收的问题，而提供一种生物炭复合金属有机框架吸附材料的制备方法。

一种生物炭复合金属有机框架吸附材料的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备固体粉末A：

将秸秆粉末、Mg(NO₃)₂·6H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O加入到超纯水中，再搅拌，得到混合溶液A；调节混合溶液A的pH值至10～12，再静置，干燥，得到固体粉末A；

二、将固体粉末A置于氮气气氛的管式炉中，再将管式炉升温至500℃～800℃，在500℃～800℃的条件下热解1h～3h，再以去离子水为清洗剂进行离心清洗，干燥，得到BC/n-LDH粉末；

三、将BC/n-LDH粉末分散到二甲基甲酰胺/超纯水的混合液中，然后超声，再加入对苯二甲酸，超声，得到混合溶液；

四、将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，再将聚四氟乙烯高压反应釜升温至100℃～130℃，在100℃～130℃下水热反应6h～12h，得到反应产物；对反应产物进行离心洗涤，再干燥，得到生物炭复合金属有机框架吸附材料。

一种生物炭复合金属有机框架吸附材料用于吸附废水中的磷酸盐。

本发明的原理及优点：

一、本发明选择生物质炭作为前驱体，经过共沉淀法和水热法将Mg/Fe-LDH与之复合，形成生物炭复合金属有机框架吸附材料(BC/n-LDH)，进而通过拓扑转换原理转化为BC/MOFs，整体形貌随之发生变化，但有序形态始终维持，形成的LDH、MOFs使材料的比表面积增大，孔径增大，吸附磷酸盐的活性位点增多，且该材料在负载的La纳米粒子在活性炭表面形成氧空位增大材料表面的活性位点，且该材料在较少的投加量的条件下，在较大pH范围内表现出了优异的磷酸盐吸附性能；

二、本发明制备的生物炭复合金属有机框架吸附材料对磷酸盐的吸附量可达25.87mg g^-1。

本发明可获得一种生物炭复合金属有机框架吸附材料。