生物炭/零价铁复合材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及一种生物炭/零价铁复合材料，所述生物炭/零价铁复合材料包括：生物炭基体；设置在所述生物炭基体表面的铁颗粒。本申请提供的生物炭/零价铁复合材料对于Cd和PCB118复合污染的土壤具有良好的修复效果。合污染的土壤具有良好的修复效果。合污染的土壤具有良好的修复效果。

【技术实现步骤摘要】
生物炭/零价铁复合材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及环保领域，尤其涉及土壤污染治理。

技术介绍

[0002]近年来，重金属离子和有机污染物的复合污染治理在土壤修复领域受到广泛关注。不同类型的污染物间相互螯合，相互反应，使污染物在土壤中更加根深蒂固，难以去除。
[0003]其中，Cd(镉)污染物和PCB118(五氯联苯)污染物常常出现在电子拆解厂土壤和周边的农田土壤中，使土壤积累大量的重金属
‑
有机复合污染物，农田中的植物污染物浓度超标，土壤中的污染物还会进一步渗透到附近的地下水中，污染附近的水源，最终对人类的生命健康产生威胁。污染物大量的积累，导致污染物间相互反应，螯合在一起，稳定的存在于土壤中，难以根除。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种生物炭/零价铁复合材料及其制备方法和应用，以解决Cd/PCB118复合土壤污染难以治理的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料，所述生物炭/零价铁复合材料包括：
[0006]生物炭基体；
[0007]设置在所述生物炭基体表面的铁颗粒，
[0008]所述铁颗粒为纳米级或微米级的颗粒。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述生物炭由含有木质素和纤维素的生物材料碳化形成。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述生物炭由秸秆碳化形成。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述生物炭基体与所述铁颗粒的质量比为1：3.6
>‑
5.5。
[0012]第二方面，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0013]提供生物炭基体，将所述生物炭基体浸泡在含亚铁离子的溶液中，形成混合液；
[0014]向所述混合液中加入硼氢化钠以将所述亚铁离子还原，过滤保留固形物；
[0015]真空干燥所述固形物，得到所述生物炭/零价铁复合材料。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述提供生物炭基体，包括如下步骤：
[0017]提供含有木质素和纤维素的生物材料；
[0018]将所述生物材料在保护气氛围中和预定温度下碳化，得到所述生物炭基体。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述提供含有木质素和纤维素的生物材料，包括如下步骤：
[0020]提供秸秆；
[0021]将所述秸秆粉碎，得到所述生物材料。
[0022]在本申请的一些实施例中，所述预定温度为700
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800℃。
[0023]在本申请的一些实施例中，所述将所述生物炭基体浸泡在含亚铁离子的溶液中，所述生物炭基体与所述亚铁离子的质量比为1：3.6
‑
5.5。
[0024]第三方面，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料的应用，包括：将所述生物炭/零价铁复合材料混入含有Cd污染物和PCB118污染物的土壤，以改善土壤污染状况；
[0025]其中，所述生物炭/零价铁复合材料为第一方面所述的生物炭/零价铁复合材料，或者第二方面所述的生物炭/零价铁复合材料的制备方法制备得到的生物炭/零价铁复合材料。
[0026]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0027]本申请实施例提供的生物炭/零价铁复合材料，通过将零价铁负载在生物炭上的方式，将生物炭疏松多孔的优势发挥出来，为污染修复提供更多吸附位点；同时，零价铁的加入可以弥补生物炭对有机污染物修复效果欠佳的问题，促进氧化还原反应和络合作用。使得生物炭零价铁复合材料在提高了修复效率的同时也解决了零价铁易团聚的问题，为土壤复合污染的难题攻克了一块硬骨头，开辟了一种新思路。
附图说明
[0028]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的一种生物炭/零价铁复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0033]除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0034]土壤污染治理领域存在Cd/PCB118复合土壤污染难以治理的技术问题。
[0035]本申请实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0036]第一方面，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料，所述生物炭/零价铁复合材料包括：
[0037]生物炭基体；
[0038]设置在所述生物炭基体表面的铁颗粒，
[0039]所述铁颗粒为纳米级或微米级的颗粒。
[0040]本领域技术人员可以理解，零价铁指的是价态为零的铁。
[0041]在本申请的一些实施例中，所述生物炭由含有木质素和纤维素的生物材料碳化形成。
[0042]本领域技术人员可以理解，生物材料碳化指的是在保护气氛围下高温处理生物材料以使其碳化。保护气一般是惰性气，例如可以是氮气或稀有气体。
[0043]在本申请的一些实施例中，所述生物炭由秸秆碳化形成。
[0044]本领域技术人员可以理解，秸秆廉价易得且含有大量木质素和纤维素，碳化后脱去氧元素可形成具有大量多孔结构的生物炭。
[0045]在本申请的一些实施例中，所述生物炭基体与所述铁颗粒的质量比为1：3.6
‑
5.5。
[0046]生物炭/零价铁复合材料中铁颗粒的含量过多，会难以负载到生物炭基体上；生物炭/零价铁复合材料中铁颗粒含量过低，则对于有机污染物的分解能力较弱。
[0047]第二方面，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料的制备方法，可制备第一方面所述的生物炭/零价铁复合材料，包括如下步骤：
[0048]S1：提供生物炭基体，将所述生物炭基体浸泡在含亚铁离子的溶液中，形成混合液；
[0049]S2：向所述混合液中加入硼氢化钠以将所述亚铁离子还原，过滤保留固形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭/零价铁复合材料，其特征在于，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料，所述生物炭/零价铁复合材料包括：生物炭基体；设置在所述生物炭基体表面的铁颗粒，所述铁颗粒为纳米级或微米级的颗粒。2.根据权利要求1所述的生物炭/零价铁复合材料，其特征在于，所述生物炭由含有木质素和纤维素的生物材料碳化形成。3.根据权利要求1所述的生物炭/零价铁复合材料，其特征在于，所述生物炭由秸秆碳化形成。4.根据权利要求1所述的生物炭/零价铁复合材料，其特征在于，所述生物炭基体与所述铁颗粒的质量比为1：3.6
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5.5。5.一种生物炭/零价铁复合材料的制备方法，其特征在于，本申请实施例提供一种生物炭/零价铁复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供生物炭基体，将所述生物炭基体浸泡在含亚铁离子的溶液中，形成混合液；向所述混合液中加入硼氢化钠以将所述亚铁离子还原，过滤保留固形物；真空干燥所述固形物，得到所述生物炭/零价铁复合材料。6.根据权利要求5所述的生物炭/零价铁复合材料的制备方法，其特征在于，所述提供生物炭基体，包括如下步骤：提供含有木质素和纤维素的生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉锋，李天佑，虞璐，陈思晨，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：