一种生物炭负载铁酸镁吸附剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种生物炭负载铁酸镁吸附剂及其制备方法与应用，在25℃水浴恒温下，将适量柚子皮粉末加入超纯水，搅拌均匀得混合液A，之后加入适量MgCl2·

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭负载铁酸镁吸附剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及含锑废水处理领域，具体说是一种生物炭负载铁酸镁吸附剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]重金属污染对生态系统及系统内的一切生物造成的危害是不可估量的。近年来，许多研究人员发现土壤和水体中锑的浓度较高，由锑污染引起的环境问题引起了关注。Sb进入土壤后，会对土壤生态系统构成污染胁迫，影响土壤生物生存，破坏土壤生物多样性，最终使土壤功能下降。并且长期接锑及其化合物可能会损害人体健康，并对人体器官产生急性毒性作用。因此迫切需要开发一种新型技术用于锑污染。
[0003]目前，含锑废水治理的方法主要包括电化学法，吸附法，生物氧化还原法，离子交换法，混凝沉淀法以及膜分离法等，由于吸附法具备运行成本低、吸附性能高、对环境友好等特点而被视为是一种具有前景的重金属处理技术，因而被广泛使用。相比于传统的吸附法，吸附技术现阶段的研究主要集中在改性方面，或利用合成手段制备高吸附性能的吸附材料。因此开发一种可以替代传统商业活性炭的低成本、高性能吸附剂是研究人员需要面对的一个挑战。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种磁特性优良、比表面积大、表面活性位点高、化学稳定性好、吸附效率高的生物炭负载铁酸镁吸附剂，还提供一种工艺简单、耗时较短的制备方法，同时提供一种生物炭负载铁酸镁吸附剂来吸附废水溶液中Sb含量的应用，其吸附效率高，条件易控制，吸附容量大。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种生物炭负载铁酸镁吸附剂制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1，将柚子皮洗净、烘干、粉碎之后过筛，得到柚子皮粉末；
[0007]S2，在25℃水浴恒温下，将适量柚子皮粉加入适量超纯水并进行搅拌，使其均匀分散得到混合液A；
[0008]S3，向S2所得混合液A中加入适量MgCl2·
6H2O和适量FeCl3·
6H2O，所述柚子皮粉与MgCl2·
6H2O和FeCl3·
6H2O的质量比为1:0.8
‑
0.9:2.1
‑
2.3，待所有的固体全部溶解完全后，逐滴加入强碱溶液至pH＝10.0，得到混合液B；
[0009]S4，将S3得到的混合液B放置到电热恒温鼓风干燥箱中，60℃加热4h，得到沉淀物A；
[0010]S5，将S4所得沉淀物A用超纯水冲洗多次，将未反应和反应完成的可溶性盐冲洗干净后再次置于鼓风干燥箱中，105℃烘干至恒重得到固体B；
[0011]S6，将S5得到的固体B倒入石英舟，在充满惰性气体管式炉中，以升温速率5℃/min，25mL/L持续充惰性气体的情况下，在温度300℃恒温煅烧1h再进行冷却；
[0012]S7，冷却至室温后，玛瑙研钵研磨过100目筛，再用超纯水冲洗到pH＝6.5
‑
7.0，最后在105℃恒温烘12h，得到生物炭负载铁酸镁吸附剂。
[0013]作为优选，S3中所述强碱溶液为5mol/L的氢氧化钠溶液。
[0014]作为优选，S3中所述MgCl2·
6H2O和FeCl3·
6H2O的浓度均为分析纯。
[0015]作为优选，S6中所述惰性气体为氮气。
[0016]作为优选，S2中所述搅拌的搅拌时间为30分钟。
[0017]本专利技术还提供由生物炭负载铁酸镁吸附剂制备方法制得的生物炭负载铁酸镁吸附剂。
[0018]本专利技术还提供生物炭负载铁酸镁吸附剂在含Sb废水中去除锑的应用，包括如下步骤：将所述生物炭负载铁酸镁吸附剂加入到含Sb废水溶液中，控制温度为25℃，pH值为2，所述生物炭负载铁酸镁吸附剂与含Sb废水溶液的浓度比为1:1，吸附完成后，用一次性针筒定量取样，再用0.45μm微孔滤膜过滤，最后用火焰原子吸收分光光度计测定吸附后的剩余Sb溶液的浓度，完成对含Sb废水的处理。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂具有优良的磁特性，因此在吸附完成后可借助外部磁场作用实现与液相的快速分离，避免了离心或过滤分离带来的不便，方便回收利用，降低了操作难度和成本，提高了吸附效率；
[0021]2、本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂附有比较疏松多孔的结构、明显的颗粒分布、高比表面积，有一定的水溶性和分散性，提供了较多的活性位点，对锑等重金属离子具有很好的吸附性能；
[0022]3、本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂制备方法工艺简单，价格低廉，适合于大规模生产应用；
[0023]4、本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂可吸附并去除水体中的一些重金属离子，且吸附效率高，条件易控制，化学性质稳定，能广泛用于含有锑等重金属水体的去除。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂的扫描电子显微镜图；
[0025]图2是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂的傅里叶红外光谱图；
[0026]图3是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂对含Sb废水溶液中Sb的吸附效率随pH值变化的关系示意图；
[0027]图4是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂对含Sb废水溶液中Sb的吸附效率随吸附时间变化的关系示意图；
[0028]图5是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂对含Sb废水溶液中Sb的吸附效率随吸附剂量的变化的关系示意图；
[0029]图6是本专利技术的生物炭负载铁酸镁吸附剂对含Sb废水溶液中Sb的吸附效率随温度变化的关系示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合图1
‑
6详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解
释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0031]一种生物炭负载铁酸镁吸附剂制备方法，具体包括如下步骤：
[0032]S1，将柚子皮洗净、烘干、粉碎之后过筛，得到柚子皮粉末；
[0033]S2，在25℃水浴恒温下，将5.00g柚子皮粉加入100mL超纯水搅拌30分钟，使其均匀分散在100mL超纯水中得到混合液A；
[0034]S3，向S2所得混合液A中加入4.060gMgCl2·
6H2O和适量10.812gFeCl3·
6H2O，具体的，MgCl2·
6H2O和FeCl3·
6H2O的浓度均为分析纯，柚子皮粉与MgCl2·
6H2O和FeCl3·
6H2O的质量比为1:0.8
‑
0.9:2.1
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2.3，待所有的固体全部溶解完全后，逐滴加入5mol/L的氢氧化钠溶液至pH＝10.0，得到混合液B；
[0035]S4，将S3得到的混合液B放置到电热恒温鼓风干燥箱中，60℃加热4h，得到沉淀物A；
[0036]S5，将S4所得沉淀物A用超纯水冲洗多次，将未反应和反应完成的可溶性盐冲洗干净后再次置于鼓风干燥箱中，105℃烘干至恒重得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭负载铁酸镁吸附剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将柚子皮洗净、烘干、粉碎之后过筛，得到柚子皮粉末；S2，在25℃水浴恒温下，将适量柚子皮粉加入适量超纯水并进行搅拌，使其均匀分散得到混合液A；S3，向S2所得混合液A中加入适量MgCl2·
6H2O和适量FeCl3·
6H2O，所述柚子皮粉与MgCl2·
6H2O和FeCl3·
6H2O的质量比为1:0.8
‑
0.9:2.1
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2.3，待所有的固体全部溶解完全后，逐滴加入强碱溶液至pH＝10.0，得到混合液B；S4，将S3得到的混合液B放置到电热恒温鼓风干燥箱中，60℃加热4h，得到沉淀物A；S5，将S4所得沉淀物A用超纯水冲洗多次，将未反应和反应完成的可溶性盐冲洗干净后再次置于鼓风干燥箱中，105℃烘干至恒重得到固体B；S6，将S5得到的固体B倒入石英舟，在充满惰性气体管式炉中，以升温速率5℃/min，25mL/L持续充惰性气体的情况下，在温度300℃恒温煅烧1h再进行冷却；S7，冷却至室温后，玛瑙研钵研磨过100目筛，再用超纯水冲洗到pH＝6.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡立，聂静，黄罕添，陈洋，胡润夏，毛琪琪，于冰洋，
申请(专利权)人：湖南四环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：