[发明专利]一步法制备污泥基成型磁性活性炭

权利要求书

1.一种一步法制备污泥基成型磁性活性炭，其特征在于：具体包括如下操作步骤：

（1）污泥预处理：将污泥晾晒、风干后进行破碎，过100～200目筛得干污泥；取污泥与浓度为1～3mol/L的ZnCl₂溶液并按1～2:1液固比混合均匀，之后置于65～95℃的水浴条中恒温放置0.5～2h，然后置于60～105℃的烘箱中干燥24h；

（2）制备成型磁性活性炭前驱体：取经步骤（1）预处理后的污泥100重量份与自制纳米级Fe₃O₄5～30重量份混合、研磨均匀，再加入偶氮二甲酰胺5～20重量份混合、碾磨均匀，得污泥混合物，备用；另取凹凸棒土5～20重量份、酚醛树脂10～30重量份混合、研磨均匀，得配料混合物，备用；称取硅溶胶并采用去离子水配置硅溶胶溶液，所称取硅溶胶的质量为污泥混合物与配料混合物总质量的20～40%，且所述硅溶胶中二氧化硅的质量百分比为20%～35%；将配料混合物投至该硅溶胶溶液中并搅拌1～6h，再加入所得污泥混合物搅拌1～3h，得粘稠状的混合胶液，然后在搅拌下干燥所述混合胶液至含水率为5～15%，再用模具压制成型，并于85～105℃下干燥至恒重，即得成型磁性活性炭前驱体；

其中，自制纳米级Fe₃O₄的制备过程为：分别称取FeSO₄·7H₂O和FeCl₃·6H₂O并溶于适量的去离子水中，且Fe³⁺与Fe²⁺的摩尔比为1～2:1，之后逐滴加入质量浓度为25%的NH₃·H₂O作为共沉淀剂至溶液pH为10～13，搅拌使其混合均匀并产生黑色沉淀，然后将生成的黑色沉淀置于65～95℃水浴中恒温加热30～60min进行熟化以生产Fe₃O₄粒子；采用磁铁收集Fe₃O₄粒子，并弃掉剩余液，接着将Fe₃O₄粒子先用氨水洗涤2～5次，再用去离子水冲洗以洗掉Fe₃O₄粒子上的剩余盐类，即可得到带磁性的Fe₃O₄粒子，将该Fe₃O₄粒子置于80～105℃干燥箱中烘至恒重；往干燥结束后的Fe₃O₄粒子中加入表面活性剂和50～100mL去离子水，且表面活性剂与Fe₃O₄粒子的质量比为1～5:20，再滴入2～5滴浓度为5mol/L的NaOH溶液，得混合物；将混合物置于80～95℃的水浴中恒温稳定30～60min，使表面活性剂充分吸附于Fe₃O₄粒子表面，恒温稳定后出现分层并弃去上清液，最后将Fe₃O₄粒子置于80～105℃干燥箱中烘8～12h，即可得到所述自制纳米级Fe₃O₄；

（3）制备成型磁性活性炭：将步骤（2）所得得成型磁性活性炭前驱体于650～950℃下炭化活化处理30～90min，即得污泥基成型磁性活性炭。

2.如权利要求1所述的一步法制备污泥基成型磁性活性炭，其特征在于：所述步聚（1）中的污泥为为城市污水处理厂脱水房所产生的污泥。

3.如权利要求1所述的一步法制备污泥基成型磁性活性炭，其特征在于：所述步聚（2）中的凹凸棒土为过100～200目筛所得。