【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附法脱除大气污染物，具体涉及一种改性磁化生物炭及其制备方法与应用，尤其涉及一种可循环使用的脱除大气中汞材料改性磁化生物炭及其制备方法与应用。
技术介绍
1、
2、汞以气态汞(hg0)、氧化态汞(hg2+)和颗粒态汞(hgp)存在于燃煤烟气中，其中，氧化态汞(hg2+)和颗粒态汞(hgp)可以被现有的污染控制装置协同脱除，气态汞(hg0)难溶于水，需要单独采取措施进行控制。吸附剂喷射技术是最为成熟且最有工业应用前景的技术，可以用于吸附烟气中的hg0。生物质炭与活性炭同为炭基材料，是一种很有应用前景的吸附剂。农业秸秆来源广泛、成本低廉，被广泛用作制作生物质质炭的原材料。目前利用农业秸秆制备的各类生物炭已被广泛用于污染水体、土壤等修复处理以及烟气污染物排放治理。然而，大多数生物质炭吸附剂用于烟气脱汞时会和烟气中的飞灰混合在一起，使得生物质炭吸附剂无法回收重复使用，实际应用成本很大。因此，利用可再生以及廉价的生物质资源来开发更加经济高效并绿色环保的生物炭吸附剂是当前的努力方向。
3、磁性吸附剂可以满足经济和绿色的要求，利用磁性可以对生物质炭进行回收，且将其再生后多次循环利用可以降低成本。cn 111408349a公开了一种秸秆基磁性多孔生物炭的制备方法，包括秸秆预处理、秸秆粉末浸泡、高温炭化处理和水热法制备秸秆基磁性多孔生物炭的步骤。cn 105536700a公开了一种利用秸秆制备磁性生物炭的方法，先进行秸秆原料清洁化预处理，然后依次用三价铁盐溶液浸渍，真空抽滤，滤饼烘干后，再在惰性气体条件下进行
4、因此，寻找一种对磁性生物质炭进行改性的方法，使其更针对性地对烟气中的重金属汞进行脱除，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改性磁化生物炭及其制备方法与应用。所述改性磁化生物炭的制备方法简单、成本低、应用性强；可以广泛应用于火电、钢铁、水泥、陶瓷、玻璃等工业行业的末端烟气治理以及烟气中的重金属汞进行脱除。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种改性磁化生物炭的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、(1)预处理生物炭前驱体，而后采用铁溶液进行浸渍，干燥后得到铁离子生物炭；
5、(2)在气体氛围下对步骤(1)所得铁离子生物炭进行炭化处理，而后进行改性处理，得到所述改性磁化生物炭。
6、本专利技术所述制备方法工艺简单、成本低、应用性强；以铁溶液为赋磁前驱体，经过高温碳化后得到磁性碳载体，进而通过改性得到高效大气汞吸附材料。
7、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述预处理包括：对所述生物炭前驱体依次进行剪碎处理、清洁处理以及干燥处理。
8、优选地，所述剪碎处理后生物炭前驱体的平均粒径为20～300目，例如可以是20目、50目、100目、150目、200目、250目或300目，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
9、本专利技术剪碎后的生物炭前驱体的平均粒径为20～300目，虽然粒径越小越有利于吸附重金属，但是不利于磁性回收，不能满足经济和绿色的要求。
10、优选地，所述清洁处理包括采用去离子水清洗。
11、优选地，所述清洗的次数为5～10次，例如可以是5次、6次、7次、8次、9次或10次。
12、优选地，所述干燥处理的温度为40-120℃，例如可以是40℃、60℃、80℃、100℃或120℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
13、优选地，所述干燥处理的时间为8～24h，例如可以是8h、10h、14h、16h、18h、20h、22h或24h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
14、优选地，所述生物炭前驱体包括秸秆、稻壳或木质中的任意一种或至少两种的组合，典型但不限定的组合包括：秸秆和稻壳的组合，秸秆和木质的组合，稻壳和木质的组合，或秸秆、稻壳和木质的组合。
15、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述铁溶液包括三价铁离子溶液或三价铁离子和二价铁离子混合溶液。
16、优选地，所述铁溶液中铁化合物与生物炭前驱体的质量比为(0.1～10):1，例如可以是0.1:1、1:1、3:1、5:1、7:1、9:1或10:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
17、本专利技术采用铁溶液为赋磁前驱体，其使用量过低会导致铁氧化物生成量过少，赋磁失败，使用量过高则会导致生物炭孔隙堵塞，物理吸附减少。
18、值得说明的是，当铁溶液为三价铁离子和二价铁离子混合溶液时，三价铁离子溶液和二价铁离子溶液的用量比为1:(0.5～2)，例如可以是1:0.5、3:2、1:1、1:1.5或1:2，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
19、所述三价铁离子溶液包括氯化铁溶液、溴化铁溶液、碘化铁溶液、氟化铁溶液、硝酸铁溶液或硫酸铁溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括：氯化铁溶液、溴化铁溶液和碘化铁溶液的组合，硝酸铁溶液和硫酸铁溶液的组合，溴化铁溶液、碘化铁溶液和氟化铁溶液的组合，或氯化铁溶液、硝酸铁溶液和硫酸铁溶液的组合。
20、所述二价铁离子溶液包括氯化亚铁溶液和/或硫酸亚铁溶液。
21、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(1)所述浸渍包括：采用等体积浸渍法将生物炭前驱体浸渍于铁溶液中，并进行搅拌处理。
22、优选地，所述搅拌处理的时间为1～4h，例如可以是1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(1)所述干燥的温度为40-120℃，例如可以是40℃、60℃、80℃、100℃或120℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
24、优选地，步骤(1)所述干燥的时间为8-24h，例如可以是8h、10h、14h、16h、18h、20h、22h或24h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
25、作为本专利技术的一个优选技术方案，步骤(2)所述炭化处理的温度为300-800℃，例如可以是300℃、400℃、500℃、600℃、700℃或800℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
26、优选地，步骤(2)所述炭化处理的时间为0.5～3h，例如可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
27、本专利技术所述炭化处理的目的是：从生物质中去除有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性磁化生物炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理包括：对所述生物炭前驱体依次进行剪碎处理、清洁处理以及干燥处理；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁溶液包括三价铁离子溶液或三价铁离子和二价铁离子混合溶液；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述浸渍包括：采用等体积浸渍法将生物炭前驱体浸渍于铁溶液中，并进行搅拌处理；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述炭化处理的温度为300-800℃；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述改性处理包括：将炭化处理后的生物炭浸渍于改性剂溶液中进行改性；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括对所述改性磁化生物炭的再生。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
9.一种改性磁化
10.一种如权利要求9所述改性磁化生物炭的应用，其特征在于，所述改性磁化生物炭应用于火电工业行业、钢铁工业行业、水泥工业行业、陶瓷工业行业或玻璃工业行业中的任意一种或至少两种的组合；
...【技术特征摘要】
1.一种改性磁化生物炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理包括：对所述生物炭前驱体依次进行剪碎处理、清洁处理以及干燥处理；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁溶液包括三价铁离子溶液或三价铁离子和二价铁离子混合溶液；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述浸渍包括：采用等体积浸渍法将生物炭前驱体浸渍于铁溶液中，并进行搅拌处理；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述炭化处理的温度为300-800℃；
<...【专利技术属性】
技术研发人员：岳涛，张琳，郑扬，高佳佳，李国良，李锐，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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