【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境功能化材料以及水体重金属修复治理，尤其涉及一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由于锑(sb)的大规模工业化生产和潜在的健康风险，水体中锑污染已成为一个不容忽视的问题。sb以sb(iii)和sb(v)两种形式存在，其中sb(iii)的毒性是sb(v)的10倍。sb在高浓度时会引起环境毒性，并且由于动物和人类的肝脏、呼吸系统和神经系统损伤也会导致健康问题。因此，开发一种高效去除水体中sb(iii)的技术对污染水体的修复和对生态环境的保护具有重要的意义。
2、目前，去除sb的方法主要有吸附、膜技术、生物修复、电絮凝和离子交换等。其中，吸附法具有操作简单、去除效率高等优点而受到广泛的关注。纳米级零价铁(nfe)作为修复试剂，具有成本低、环保、可以原位操作和易于磁分离等优点而被用于水中重金属去除。通过煅烧的方式将nfe负载在生物炭上，以生物炭为支撑可以有效减少nfe的团聚，进而提高吸附剂对sb的吸附效率和去除稳定性。但是目前nfe负载的生物炭材料对于废水中sb(iii)的吸附能力仍然较低，且对sb(iii)的吸附效果容易受废水中复杂组分影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球及其制备方法和应用。本专利技术制备的生物炭负载零价铁的共混凝胶球能够高效地去除废水中sb(iii)，且不易受废水中共存离子的干扰。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：>
3、本专利技术提供了一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球的制备方法，包括以下步骤：
4、将纳米级零价铁和生物炭混合进行煅烧，得到零价铁改性生物炭；
5、将所述零价铁改性生物炭与天然多糖、聚乙烯亚胺、水和戊二醛混合进行交联，得到交联反应液；
6、将所述交联反应液与钙盐溶液混合进行凝胶化反应，得到所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球。
7、优选地，所述纳米级零价铁和生物炭的质量比为1：(8～15)。
8、优选地，所述煅烧的温度为600～800℃，时间为1.5～3h。
9、优选地，所述天然多糖包括海藻酸钠、树胶和纤维素中的一种或几种。
10、优选地，所述钙盐溶液中的钙盐包括碳酸钙、硫酸钙和氯化钙中的一种或几种。
11、优选地，所述零价铁改性生物炭、天然多糖、聚乙烯亚胺、戊二醛与钙盐溶液中钙盐的质量比为(1～2)：(2～3)：(2～5)：(3～6)：(30～50)。
12、优选地，所述交联的温度为为室温，时间为4～8h；所述凝胶化反应的温度为15～30℃，时间为12～48h。
13、优选地，所述纳米级零价铁的制备方法包括以下步骤：
14、将三价铁盐与乙醇-水溶液混合，得到铁盐溶液；
15、将所述铁盐溶液与nabh4溶液混合进行还原反应，将所得固体产物依次进行洗涤和干燥，得到所述纳米级零价铁。
16、本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的生物炭负载零价铁的共混凝胶球。
17、本专利技术提供了以上技术方案所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球在去除废水中三价锑中的应用。
18、本专利技术提供了一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球的制备方法，包括以下步骤：将纳米级零价铁和生物炭混合进行煅烧，得到零价铁改性生物炭；将所述零价铁改性生物炭与天然多糖、聚乙烯亚胺、水和戊二醛混合进行交联，得到交联反应液；将所述交联反应液与钙盐溶液混合进行凝胶化反应，得到所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球。本专利技术将纳米级零价铁和生物炭混合进行煅烧，煅烧后的生物炭具有较大的比表面积和多孔结构，为三价锑提供吸附位点。本专利技术将负载零价铁的生物炭与天然多糖、聚乙烯亚胺、水和戊二醛混合进行交联，聚乙烯亚胺中含有丰富的氨基等基团，有利于对三价锑的吸附，天然多糖具有优异的生物相容性和低毒性，为去除重金属的绿色吸附剂，但是海藻酸钠机械强度低，难以适应在流动或者振荡的水环境中对重金属进行吸附，本专利技术通过引入机械强度较高的生物炭对天然多糖进行掺杂以及通过戊二醛与天然多糖多种官能团的反应形成交联结构，使材料的机械性能和耐化学性能提升，有利于材料在实际环境的应用。本专利技术通过将交联反应液与钙盐溶液混合进行凝胶化反应，使天然多糖在钙溶液中成球。
19、本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的生物炭负载零价铁的共混凝胶球。本专利技术提供的生物炭负载零价铁的共混凝胶球对废水中的sb(iii)有优异的去除能力，可以通过氧化、内球络合和共沉淀多方面的作用实现对sb(iii)的去除。将所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球作为吸附剂应用于去除废水中的三价锑，能够高效地去除废水中sb(iii)，且不易受废水中共存离子的干扰；同时所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球容易与水分离且再生能力和稳定性良好，有利于回收利用。
20、实施例结果表明，所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球对sb(iii)具有优异的吸附性能；在循环实验中，所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球在循环使用5次后，吸附量没有明显下降，再利用性很好；此外，良好的回收性能也增加了凝胶球的实际应用可能性。因此，所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球作为吸附剂在sb污染水的实际修复中可以发挥重要作用。
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1.一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级零价铁和生物炭的质量比为1：(8～15)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为600～800℃，时间为1.5～3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述天然多糖包括海藻酸钠、树胶和纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙盐溶液中的钙盐包括碳酸钙、硫酸钙和氯化钙中的一种或几种。
6.根据权利要求1、4或5所述的制备方法，其特征在于，所述零价铁改性生物炭、天然多糖、聚乙烯亚胺、戊二醛与钙盐溶液中钙盐的质量比为(1～2)：(2～3)：(2～5)：(3～6)：(30～50)。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联的温度为室温，时间为4～8h；所述凝胶化反应的温度为15～30℃，时间为12～48h。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级零价铁的制备方法包
9.权利要求1～8任意任意一项所述制备方法制备得到的生物炭负载零价铁的共混凝胶球。
10.权利要求9所述生物炭负载零价铁的共混凝胶球在去除废水中三价锑中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物炭负载零价铁的共混凝胶球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级零价铁和生物炭的质量比为1：(8～15)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为600～800℃，时间为1.5～3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述天然多糖包括海藻酸钠、树胶和纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙盐溶液中的钙盐包括碳酸钙、硫酸钙和氯化钙中的一种或几种。
6.根据权利要求1、4或5所述的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡广志，吴爱，贾秀秀，唐翠，韩中海，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：
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