一种生物炭负载锰氧化物复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生物炭负载锰氧化物复合材料及其制备方法和应用，所述生物炭负载锰氧化物复合材料包括生物质热解形成的生物炭和负载于所述生物炭上的锰氧化物，所述生物炭负载锰氧化物复合材料通过以下方法制备：步骤1，配制锰前驱体溶液：将高锰酸钾溶解于去离子水中，用稀硫酸调节溶液的pH；步骤2，将所述生物炭浸渍于所述锰前驱体溶液中，水浴加热并搅拌，得到样品；步骤3，将步骤2中得到的样品离心，取下层固体样品，清洗、干燥，得到生物炭负载锰氧化物复合材料。本发明专利技术的生物炭负载锰氧化物复合材料采用常用的土壤改良剂生物炭为基底材料，便宜易得且环境友好，具有多功能性、高反应或吸附选择性、环境兼容性好，并且具有较低成本。较低成本。较低成本。

A biochar loaded manganese oxide composite and its preparation method and Application

The invention discloses a biochar loaded manganese oxide composite material and its preparation method and application. The biochar loaded manganese oxide composite material includes biochar formed by biomass pyrolysis and manganese oxide loaded on the biochar. The biochar loaded manganese oxide composite material is prepared by the following methods: Step 1, prepare manganese precursor solution: dissolve potassium permanganate in deionized water, Adjust the pH of the solution with dilute sulfuric acid; Step 2: immerse the biochar in the manganese precursor solution, heat it in a water bath and stir it to obtain a sample; In step 3, centrifuge the sample obtained in step 2, take the lower solid sample, wash and dry to obtain the biochar loaded manganese oxide composite. The biochar loaded manganese oxide composite material of the invention adopts the commonly used soil modifier biochar as the base material, which is cheap, easy to obtain, environment-friendly, multifunctional, high reaction or adsorption selectivity, good environmental compatibility, and low cost. Lower cost. Lower cost< br/>

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭负载锰氧化物复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及环境修复
，特别是涉及一种生物炭负载锰氧化物复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]农业的可持续发展是保证我国粮食安全的基础。目前，我国的农业用地存在较为严重的土壤污染问题，是制约我国农业可持续发展的主要瓶颈之一。根据2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》：重金属中镉污染较为严峻。此外，近年来，由于畜牧养殖业的快速发展以及粪肥的大量使用，某些区域的农田土壤中还存在较高浓度的抗生素。上述污染物严重破坏农田土壤的生态功能，影响农作物的产量和品质；另一方面，这些土壤污染物可能通过植物吸收和营养级传递进入食物链并最终进入人体，危害公共健康。因此，必须高度重视和深入研究农田土壤污染问题，研发高效、低成本的农田土壤复合污染控制技术，从而降低土壤污染物的浓度或生物可利用性，消除土壤污染及其对生态环境和人体健康的危害。
[0003]目前，用于农田土壤污染修复的技术主要包括物理修复、化学修复、生物修复和其他联合修复技术，存在诸多局限性，其中最主要的限制因素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，包括生物质热解形成的生物炭和负载于所述生物炭上的锰氧化物，所述生物炭负载锰氧化物复合材料通过以下方法制备：步骤1，配制锰前驱体溶液：将高锰酸钾溶解于去离子水中，用稀硫酸调节溶液的pH；步骤2，将所述生物炭浸渍于所述锰前驱体溶液中，水浴加热并搅拌，得到样品；步骤3，将步骤2中得到的样品离心，取下层固体样品，清洗、干燥，得到生物炭负载锰氧化物复合材料。2.如权利要求1所述的生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，生物炭负载锰氧化物复合材料中，锰氧化物中的锰元素的质量为所述生物炭负载锰氧化物复合材料的质量的1～3％，所述生物质为玉米秸秆、小麦秸秆或松木；所述生物炭的拉曼光谱D带和G带的面积之比为3.3～4.0；所述生物炭负载锰氧化物复合材料的拉曼光谱D带和G带的面积之比为3.2～3.9。3.如权利要求2所述的生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，所述生物炭通过以下方法制备：步骤S1，将玉米秸秆、小麦秸秆或松木进行破碎、水洗以去除附着在生物质上的固体杂质、干燥得到原始材料；步骤S2，将步骤S1中得到的原始材料在氮气气氛下热解，然后自然冷却至室温得到生物炭；步骤S3，将步骤S2中得到的生物炭进行球磨处理，然后过筛备用。4.如权利要求3所述的生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，所述步骤S1中，所述干燥的方法为，自然风干，然后烘干，所述自然风干的时长为72～144时，所述烘干温度为50～80℃，所述烘干的时间为12～36小时；所述步骤S2中，所述热解过程为：自20～30℃开始，以2～10℃/min的速度升温至300～400℃，保温2～5小时，随后随炉冷却；所述步骤S3中，所述球磨处理为200～300r/min的球磨处理12～36h，所述过筛的筛目数为100～200目。5.如权利要求1所述的生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，所述步骤1中，所述锰前驱体溶液中高锰酸钾的摩尔浓度为5～15mM，用0.05～0.15M的稀硫酸调节溶液的pH至2.5～3.5，溶解的操作为于室温下搅拌直至完全溶解；所述步骤2中，所述生物炭与锰前驱体溶液中高锰酸钾的质量比为(8～12)：1；所述水浴的温度为50～70℃，搅拌的时间为6～9小时；所述步骤3中，离心的转速为3000～4000rpm/min，离心的时间为5～8分钟，利用去离子水清洗，清洗的次数为4～6次，所述干燥在冷冻干燥机中进行，冻干温度为
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30～
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60℃，时间为24～48小时。6.如权利要求2所述的生物炭负载锰氧化物复合材料，其特征在于，当所述生物炭通过玉米秸秆制备时，生物炭负载锰氧化物复合材料中，锰元素的质量为所述生物炭负载锰氧化物复合材料的质量的1～2％，锰的价态为+2价、+3价与+4价，锰元素在生物炭的表面负载量为2～3％；当所述生物炭通过小麦秸秆制备时，生物炭负载锰氧化物中，锰元素的质量为所述生物炭负载锰氧化物复合材料的质量的1～2％，锰的价态为+2价、+3价与+4价，锰元素在生物
炭的表面负载量为5～6％；当所述生物炭通过松木制备时，生物炭负载锰氧化物中，锰元素的质量为所述生物炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柯蔓，姜传佳，马朋坤，张彤，陈威，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：