[发明专利]一种生物炭负载Cu复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物炭负载Cu复合材料的制备方法，将花生壳洗净后烘干研磨，在氮气氛围下进行碳化处理获得生物炭，研磨过筛备用；将过筛后的生物炭与Cu¹⁺盐和强碱混合搅拌，静置、烘干，随后在氮气氛围再次煅烧，研磨后洗掉残余强碱，烘干即为生物炭负载Cu复合材料；本发明提供了一种花生壳生物炭负载Cu复合材料的制备方法，通过添加Cu¹⁺盐制备生物炭负载Cu复合材料从而显著提升效果，通过强碱调控生物炭表面官能团的同时负载Cu，从而提升除铬(Ⅵ(性能。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种生物炭负载Cu复合材料的制备方法。

背景技术

水是地球上生命存在的主要资源，清洁的水源对人类和生态系统至关重要。然而，在过去的几十年中，由于人口的不断增加，工业化的快速发展以及城市化水平的提高，水的质量受到严重威胁。有机物、重金属、放射性核素、塑料等是水中的主要污染物，其中，重金属由于其具有生物积累性和持久性受到广泛关注，包括铜、镉、锌、铅、汞、砷、银和铬等元素。重金属不可降解，具有持久性，这使它们在生物体内随着时间逐渐富集。许多重金属离子是有毒或致癌的，即使浓度很低，它们也可能引起多器官损伤。重金属还对水生生物(浮游植物、浮游动物和鱼类)有一定的毒害作用，通过在其多个器官中积累，破坏水生生物的内分泌和免疫系统，直接或间接影响水生生物的生命活动。自然界中的铬主要以铬(Ⅲ(和铬(Ⅵ(的形式存在。其自然来源主要是岩石风化，大多呈三价。它的人为污染来源主要为金属加工、电镀、制革等行业含铬废气和废水的排放，工业废水中主要是铬(Ⅵ(的化合物。铬对人体有较强的毒性，世界卫生组织将饮用水中的铬(Ⅵ(最大允许浓度限制为1.14mg/L。除此之外，铬还容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。因此对铬的还原固定研究具有重要意义。

传统的金属和生物炭都具有一定的吸附铬(Ⅵ(能力，然而金属容易团聚从而影响活性位点、生物炭官能团分布不均匀等问题限制了其对水体中铬(Ⅵ(的去除。因此，调控生物炭表面官能团，防止金属团聚成为提高除铬(Ⅵ(性能的关键性问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种花生壳生物炭负载Cu复合材料的制备方法，通过添加Cu¹⁺盐制备生物炭负载Cu复合材料从而显著提升效果，通过强碱调控生物炭表面官能团的同时负载Cu，从而提升除铬(Ⅵ(性能。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种生物炭负载Cu复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将花生壳洗净后烘干研磨，在氮气氛围下进行碳化处理获得生物炭，研磨过筛备用；

(2)将过筛后的生物炭与Cu¹⁺盐和强碱混合搅拌，静置、烘干，随后在氮气氛围再次煅烧，研磨后洗掉残余强碱，烘干即为生物炭负载Cu复合材料。

按上述方案，步骤(1)中花生壳烘干温度为1111111℃；碳化温度为4411411℃，时间3h；所用目筛为111目。

按上述方案，步骤(2)中静置条件为室温21131h，烘干条件为1111111℃。

按上述方案，步骤(2)所述Cu¹⁺盐为碘化亚铜。

按上述方案，步骤(2)所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠溶液。

按上述方案，步骤(2)强碱和生物炭与铜的质量比为4:1；所得生物炭负载Cu复合材料中Cu的负载量为1-41wt％。

按上述方案，步骤(2)中再次煅烧温度为7111711℃，时间3h。

按上述方案，步骤(2)中烘干温度是1111111℃。

含铬(VI(污染物废水生物炭负载Cu复合材料的处理方法，包括以下步骤：