【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附剂处理重金属污染领域，尤其涉及一种利用过氧化氢改性磁性玉米秸秆生物炭及其制备方法与应用。
技术介绍
1、镉是一种高度致畸、致癌、致突变的重金属，在土壤中具有移动性强、毒性高、化学活性高、半衰期长、难降解等特点。作为人体非必需元素，即使在低浓度下也能引起毒性反应，长期摄取高剂量的镉会导致严重的健康问题。镉主要通过食物链摄入或从空气中吸入两种方式进入人体，进入人体的镉可经过血液循环选择性地集中于肺、肾脏和肝脏中。镉会与蛋白质结合，导致肝脏、肾脏等多种器官发生病变，如肾小管发生严重损伤等。镉还可以通过干扰维生素d和胶原的代谢引起成骨过程和骨代谢的紊乱并且损伤成骨细胞和软骨细胞，导致骨骼内矿物质含量的减少，从而引发骨质疏松症和骨软化症。对于植物来说，镉会在植物体内大量积累，使光合作用、呼吸作用、碳代谢等一系列的生理生化代谢受到抑制，进而影响其果实产量和安全性。镉主要与一些自然灾害有关，如火山喷发、含镉的成土母岩风化等，这些活动会导致镉的沉积。另一方面随着电镀工业、矿石开采、农药与化肥的施用、电子化工工业等行业的快速发展，大量的镉随着排放的废水、废气、废渣等进入周围的环境，同时，常用的过磷酸肥或农药中一般都含有镉元素，农药和化肥的不恰当使用都会造成土壤镉污染加剧，目前镉污染治理刻不容缓、势在必行。
2、磁性生物炭是将磁性前驱体（通常使用过渡金属或其氧化物）引入到生物质或生物炭上得到的一类具有磁性的生物炭，这种磁性生物质炭在外部磁场的作用下，可以迅速地从土壤中分离，进而实现回收-再生-再利用。磁性生物炭因其含碳
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种改性磁性玉米秸秆生物炭及其制备方法，以及所述改性磁性玉米秸秆生物炭作为镉离子吸附剂的应用。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，具体包括以下步骤：
4、（1）将玉米秸秆研磨过筛后于60±0.5℃烘干；
5、（2）将烘干的玉米秸秆粉末用共沉淀的方法进行赋磁，制成磁性玉米秸秆生物质；
6、（3）将步骤（2）得到的磁性玉米秸秆生物质进行限氧热解，制成磁性玉米秸秆生物炭；
7、（4）将步骤（3）得到的磁性玉米秸秆生物炭与过氧化氢以1:19~1:21的质量比放入摇床中进行反应，反应结束后离心，用超纯水清洗至上清液ph稳定（ph值波动在±0.3以内），得到过氧化氢改性磁性玉米秸秆生物炭。
8、优选地，步骤（2）中，所述用共沉淀的方法进行赋磁的步骤为：将金属盐用无氧水溶解制成溶液，用naoh溶液调节ph值至11±0.5，加入玉米秸秆粉末，加热进行无氧反应，反应结束后离心、烘干，得到磁性玉米秸秆生物质。
9、更优选地，步骤（2）中，选用fecl3•6h2o和feso4•7h2o作为金属盐，fe2+与fe3+摩尔比为1:2~1:2.1。
10、更优选地，步骤（2）中，玉米秸秆粉末与金属盐溶液的固液质量比为1:19~1:21，加热温度为60±0.5℃，加热时间为2±0.1h。
11、更优选的，步骤（2）中，离心的转速为3500±5r/min，时间为10±0.5min。
12、优选地，步骤（3）中，热解温度为300-450℃。
13、优选地，步骤（4）中，过氧化氢质量浓度为10±0.5%。
14、优选地，步骤（4）中，摇床速度为180±5r/min，温度为25±0.5℃，时间为6±0.1h。
15、优选地，步骤（4）中，离心的转速为3000±5r/min，时间为5±0.5min。
16、本专利技术还提供所述改性磁性玉米秸秆生物炭作为cd2+吸附剂的应用，将改性磁性玉米秸秆生物炭加入1~10mg/l的cd2+溶液中，放入摇床（180r/min，25℃）避光震荡72h，取出测量溶液中cd2+浓度，计算改性磁性玉米秸秆生物炭对cd2+的吸附率，最高可达84.11%，说明改性磁性玉米秸秆生物炭对cd2+的吸附能力较强，可用于吸附重金属废水和重金属土壤中的cd2+。
17、本专利技术制得的改性磁性玉米秸秆生物炭对和cd2+具有相似性质的重金属也有良好的吸附效果。
18、本专利技术的优点及积极效果：
19、（1）本专利技术中制备生物炭所用的玉米秸秆来源广泛，减少环境污染的同时，将农业废弃物变废为宝。
20、（2）本专利技术中的共沉淀赋磁，有利于生物炭的回收再生再利用，改性后的磁性玉米秸秆生物炭对cd2+具有显著的吸附能力，在废水处理和土壤污染治理等领域中具有良好的应用前景。
21、（3）本专利技术中过氧化氢改性的好处在于：过氧化氢改性增加了磁性玉米秸秆生物炭的官能团数量，这有利于提高生物炭对重金属的吸附能力；在改性过程中，过氧化氢产生气体可以使得磁性生物炭孔隙度增加，使其比表面积增大。
22、（4）本专利技术所述方法制得的生物炭，对和镉离子相似的其他重金属离子（铜、铅）也有吸附效果。
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1.一种改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述用共沉淀的方法进行赋磁的步骤为：将金属盐用无氧水溶解制成溶液，用NaOH溶液调节pH值至11±0.5，加入玉米秸秆粉末，加热进行无氧反应，反应结束后离心、烘干，得到磁性玉米秸秆生物质。
3.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，选用FeCl3•6H2O和FeSO4•7H2O作为金属盐，Fe2+与Fe3+摩尔比为1:2~1:2.1。
4.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，玉米秸秆粉末与金属盐溶液的固液质量比为1:19~1:21，加热温度为60±0.5℃，加热时间为2±0.1h。
5.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，离心的转速为3500±5r/min，时间为10±0.5min。
6.根据权利要求1所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，热解温度为300-450
7.根据权利要求1所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，过氧化氢质量浓度为10±0.5%，摇床速度为180±5r/min，温度为25±0.5℃，时间为6±0.1h。
8.根据权利要求1所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，离心的转速为3000±5r/min，时间为5±0.5min。
9.权利要求1至8任意一项所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法制得的改性磁性玉米秸秆生物炭。
10.权利要求9所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的应用，其特征在于，所述的改性磁性玉米秸秆生物炭用于吸附重金属废水和重金属土壤中的Cd2+。
...【技术特征摘要】
1.一种改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述用共沉淀的方法进行赋磁的步骤为：将金属盐用无氧水溶解制成溶液，用naoh溶液调节ph值至11±0.5，加入玉米秸秆粉末，加热进行无氧反应，反应结束后离心、烘干，得到磁性玉米秸秆生物质。
3.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，选用fecl3•6h2o和feso4•7h2o作为金属盐，fe2+与fe3+摩尔比为1:2~1:2.1。
4.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，玉米秸秆粉末与金属盐溶液的固液质量比为1:19~1:21，加热温度为60±0.5℃，加热时间为2±0.1h。
5.根据权利要求2所述的改性磁性玉米秸秆生物炭的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周丹丹，杨万鑫，陶欢，贺环，马芷萱，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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