Fe-MOFs基磁性生物炭复合吸附材料及制备方法与应用技术

本申请公开了一种Fe

【技术实现步骤摘要】
Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料及制备方法与应用


[0001]本公开涉及污水处理领域中的吸附材料，具体的是一种磁性生物炭吸附材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。
[0003]吸附法是废水的一种常用处理方法，吸附材料选取是吸附法的关键所在，近几年来由于生物炭是一种性能优良的吸附材料，因此其在水污染物处理方面极具有应用前景。
[0004]生物炭是利用生物质在缺氧条件下热解产生一种富含碳的固体物质，特点为疏松多孔、比表面积大且表面富含酚羟基、羧基和氨基等多种官能团而具有优良的吸附能力，但存在吸附效率较低和难以回收利用等缺点而对其进行改性研究，即生物炭复合材料的研究成为生物炭研究领域热点问题。目前研究的生物炭复合材料主要包括生物炭
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TiO2复合材料、生物炭
‑
氧化铁复合材料、生物炭
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氧化锰复合材料以及生物炭基其它复合材料；其中，磁性氧化铁/生物炭复合材料的吸附性能较好，但还需要进一步提高。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本公开提供一种Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料，解决了现有磁性氧化铁/生物炭复合材料的吸附性能有待提高的问题。
[0007]另外，本公开还提供了所述Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料的制备方法及其应用。
[0008]第一方面，所述的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料，其特征在于：
[0009]所述吸附材料是Fe
‑
MOFs的前驱体与向日葵秸秆粉碎物混合后烧结得到的炭化物。
[0010]在本公开的实施例中，所述的Fe
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MOFs的前驱体是1，3，5
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苯甲酸或1，3，5
‑
邻苯二甲酸与九水硝酸铁的混合物。
[0011]在本公开的实施例中，所述1，3，5
‑
苯甲酸或1，3，5
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邻苯二甲酸与所述九水硝酸铁的摩尔比为1∶1～6。
[0012]在本公开的实施例中，所述Fe
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MOFs的前驱体与所述向日葵秸秆粉碎物的质量比为0.5～1.5∶4。
[0013]第二方面，所述的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括：
[0014]对所述Fe
‑
MOFs的前驱体与所述向日葵秸秆粉碎物的混合物进行烧结得到的炭化物即为所述复合吸附材料。
[0015]在本公开的实施例中，所述Fe
‑
MOFs前驱体在与所述向日葵秸秆粉碎物混合前进
行研磨处理。
[0016]在本公开的实施例中，所述炭化的方法是：
[0017]将所述混合物装于管式炉中，氮气条件下所述管式炉以10℃/min的速率升温至300
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400℃，炭化时间为1h。
[0018]在本公开的实施例中，对炭产物进行后处理，所述后处理方法是：
[0019]将炭产物冷却至室温后用超纯水和无水乙醇洗涤至中性并过滤，过滤的产物80℃下恒温烘干12h得到所述Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料。
[0020]第三方面，所述的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料在去除水中有机染料污染物中的应用。
[0021]在本公开的实施例中，所述污染物是罗丹明B污染物。
[0022]本公开具有如下有益效果：
[0023]本公开的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料，基于本申请人以Fe
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MOFs为前驱体、通过固相法一步制备出的强磁性、多孔氧化铁材料，本身具有优异的吸附性能，而Fe
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MOFs为前驱体制备磁性多孔氧化铁的最佳制备条件吻合于向日葵秸秆为前驱体制备生物炭的最佳制备条件，最终获得的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合材料，其吸附性能优于单一体系的Fe
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MOFs基磁性氧化铁及向日葵秸秆基生物炭，而且优于常规的磁性氧化铁/生物炭复合材料，有效解决现有磁性氧化铁/生物炭复合材料的吸附性能有待提高的问题。
附图说明
[0024]通过以下参考附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
[0025]图1是本公开实施例和对比例所述的吸附材料对罗丹明B模拟污染物的吸附率曲线图；
[0026]图2是本公开实施例的生物炭、多孔磁性氧化铁和多孔氧化铁/生物炭复合载体，对磁铁作用的比较图；
[0027]图3是本公开实施例的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料MSC400对罗丹明B模拟污染物的不同吸附时间与吸附率的曲线图；
[0028]图4是本公开实施例的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料MSC400不同投入量对罗丹明B模拟污染物的吸附率曲线图；
[0029]图5是本公开实施例的Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料MSC400对不同pH的罗丹明B模拟污染物的吸附性能曲线图；
具体实施方式
[0030]以下基于实施例对本公开进行描述，但是值得说明的是，本公开并不限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本公开。
[0031]此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本公开的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
[0032]同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等
类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
[0033]本申请人在以Fe
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MOFs为前驱体、通过固相法一步制备出强磁性、多孔氧化铁材料的过程中，发现以Fe
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MOFs为前驱体制备磁性多孔氧化铁的最佳制备条件吻合于向日葵秸秆为前驱体制备生物炭的最佳制备条件。如根据不同温度、不同恒温条件下制备的γ
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Fe2O3的磁滞回线结果分析，在400℃时恒温1h的磁性最强，最大饱和磁化强度可达50.22emu/g。在不同温度下，以向日葵秸秆为原料制备的生物炭中，在400℃左右恒温1h的吸附性能最强，最大吸附率可达80.5％。所述染料罗丹明B的浓度区间在50～500mg/L，所述磁性生物炭吸附剂投加量为40～140mg，溶液体积为20mL，所述磁性作用为外加电场或磁铁对污水中的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料，其特征在于：所述吸附材料是Fe
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MOFs的前驱体与向日葵秸秆粉碎物混合后烧结得到的炭化物。2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于：所述的Fe
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MOFs的前驱体是1，3，5
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苯甲酸或1，3，5
‑
邻苯二甲酸与九水硝酸铁的混合物。3.根据权利要求2所述的吸附材料，其特征在于：所述1，3，5
‑
苯甲酸或1，3，5
‑
邻苯二甲酸与所述九水硝酸铁的摩尔比为1∶1～6。4.根据权利要求1
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3任一项所述的吸附材料，其特征在于：所述Fe
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MOFs的前驱体与所述向日葵秸秆粉碎物的质量比为0.5～1.5∶4。5.一种Fe
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MOFs基磁性生物炭复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括：对所述Fe
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斯琴，包莫日根，赵红叶，长山，莫日格吉乐，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：