[发明专利]一种可循环使用的腐殖酸生物质碳材料的制备及应用

说明书

一种可循环使用的腐殖酸生物质碳材料的制备方法，包括碳材料的制备和再生处理，所述碳材料制备是采用碳酸钠水溶液在紫外光下浸泡处理腐殖酸，在处理后的腐殖酸中加入双氧水混合，进行第一次高温处理，得到腐殖酸碳，腐殖酸碳经氢氧化钾和氢氧化钠作为复合活化剂处理，然后进行第二次高温处理，再进行酸洗、干燥，所述腐殖酸中黑腐酸质量占比为85%以上。本发明制备的腐殖酸生物质碳材料具有优异理化性质，比表面积达到2376m²/g，孔容积达到2.27cm³/g，对于孔雀石绿和盐酸四环素吸附量达到1059.4mg/g和872.3mg/g，在循环使用5次后，腐殖酸生物质碳材料对于孔雀石绿和盐酸四环素的去除率依然达到69.7%和58.6%，具有优异的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体涉及一种可循环使用的腐殖酸生物质碳材料的制备及应用。

背景技术

近年来，由于社会的快速发展，水污染已经成为一个日益严重的问题，染料和抗生素是废水污染的主要来源之一。对于废水中有机染料和抗生素的吸附降解已成为研究热点。处理水污染的常用方法包括化学絮凝、膜过滤、反渗透、离子交换、吸附及电化学过程等，其中吸附法具有操作简单、成本低、效率高的优点，成为了一种流行的废水处理方法。

孔雀石绿曾被广泛用于预防和治疗各类水产动物的水霉病、鳃霉病和小瓜虫等疾病，同时也用作丝绸、皮革和纸张的染料，但是孔雀石绿具有潜在的致癌、致畸、致突变的作用，无公害水产养殖领域国家明令禁止添加。

四环类抗生素是一种广谱抗生素，能够抑制细菌蛋白质的合成，被广泛应用与医药行业、畜牧业和水产养殖业，但四环类抗生素很难被完全降解，其降解中间产物往往具有很大的毒性，且普遍残留会造成抗药性菌群的富集及抗性基因的产生。在采用生物质碳吸附处理盐酸四环素时，往往出现吸附量低、团聚、分离困难等技术问题，导致该方法在吸附盐酸四环素中的应用受阻。

腐殖酸具有较强的离子交换能力、吸附能力和脱除杂质的能力，因此广泛应用于废水处理领域，其可以作为阳离子染料脱色剂处理阳离子印染废水。现有技术中有直接使用腐殖酸对孔雀石绿及盐酸四环素进行吸附降解的，但是降解效率不高，且稳定性较差。已有文献报道采用黄腐酸经高温碳化后，采用氢氧化钠为活化剂，高温活化制备的生物质碳，比表面积达到2922m²/g，对于亮绿和磺胺嘧啶钠盐达到吸附量分别为2250mg/g和941mg/g。但是该方法制备的生物质碳用于处理孔雀石绿和盐酸四环素时的吸附性能较差，基于此，需要进一步改进，制备出对孔雀石绿和盐酸四环素具有优异吸附性能的腐殖酸生物质碳材料。

发明内容

本发明目的在于提供一种可循环使用的腐殖酸生物质碳材料的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述腐殖酸生物质碳材料的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种可循环使用的腐殖酸生物质碳材料的制备方法，其特征在于：包括碳材料的制备和再生处理，所述碳材料制备是将腐殖酸加入碳酸钠水溶液中，超声处理，在处理后的腐殖酸中加入双氧水混合，进行第一次高温处理，得到腐殖酸碳，腐殖酸碳经氢氧化钾和氢氧化钠作为复合活化剂处理，然后进行第二次高温处理，再进行酸洗、干燥，所述腐殖酸中黑腐酸质量占比为85％以上。

进一步，上述碳酸钠水溶液的浓度为0.6-1mmol/L，超声处理的功率为60-100W。

黑腐酸的分子量较大，活性较低，直接进行高温碳化，再进行活化，制备的生物碳的理化性能较差，整体吸附性能不理想。