CN104971697B - 一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 - Google Patents
一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104971697B CN104971697B CN201510384110.7A CN201510384110A CN104971697B CN 104971697 B CN104971697 B CN 104971697B CN 201510384110 A CN201510384110 A CN 201510384110A CN 104971697 B CN104971697 B CN 104971697B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crho
- arsenic
- magnetic bio
- magnetic
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active - Reinstated
Links
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 11
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 40
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 7
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 10
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 abstract description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 abstract description 4
- 241000209094 Oryza Species 0.000 abstract 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 abstract 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 241001139313 Linmingia china Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备，包括以下步骤：通过炭化谷壳改性得到CRHO；制得负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒；将得到的负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳分散于超纯水中，取悬浮液，加入正丙醇溶液中，超声波作用20 min，机械搅拌条件下依次加入聚乙二醇、超纯水、氨水，室温下搅拌 24 h，静置使其完全沉淀，超纯水离心分离，60℃干燥12 h，得到均匀分散的磁性生物炭CRHO‑Fe3O4。本发明磁性生物炭CRHO‑Fe3O4不仅对含砷废水较高的去除率，而且廉价无二次污染，方便磁性生物炭CRHO‑Fe3O4多次回收重复利用，能广泛应用到中低浓度含砷废水处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及水体砷污染处理技术，特别是涉及一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法。
背景技术
砷在自然界中分布广泛，具有类金属特性，砷是对人体及其他生物体有毒害作用的致癌物质。世界上每年约有11万t砷通过各种途径进入水系中，而且砷污染大有加剧的趋势。砷的来源主要为砷和含砷矿山的开采、选矿、冶炼加工等过程。我国的砷矿资源主要赋存于有色金属矿床中，以伴生砷矿产出，占砷矿总储量的80%以上。在开发含砷有色金属矿床的同时，大量堆积的含砷废石、尾矿被氧化和淋滤溶解，造成砷元素的分解、迁移和扩散，砷被活化以各种形式逸散到周围环境中，对水体、大气、土壤等造成污染，人和畜禽通过直接接触或食物链途径摄入过量的砷而中毒。水体中的砷含量一直是人们非常关注的问题。欧美和世界卫生组织对于水体中的砷含量严格限制在0.01 mg/L以下，而美国甚至建议控制在0.002 mg/L的范围。我国工业排水砷含量不能高于0.5 mg/L，城市污水处理厂出水砷含量不能高于0.1 mg/L。因此，必须高度重视生态环境中砷污染的防治和处理。含砷废水的有效处置已经刻不容缓。
含砷水体常用的处理技术方法有物化法、化学沉淀法、生物吸附法。相对于物化法、化学沉淀法而言，生物吸附法以其高效廉价、去除效果好、不产生二次污染、且能反复再生循环使用等优点逐渐引起了人们的兴趣。生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性，吸附溶于水中的化学污染物，通过固液两相分离来去除水溶液中污染离子的方法。生物吸附法作为一种新兴的处理技术，主要是以农作物废弃物作为生物吸附材料，其在中低浓度的含砷废水处理方面，有着极为广阔的发展前景。由于生物吸附材料质量轻，容易悬浮于溶液表面，难以有效实现固液分离及二次回收利用。因此，当前利用生物吸附材料吸附废水中的污染物后，如何有效进行固液分离是限制生物吸附材料在废水处理中应用的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术中的不足之处，提供一种针对含砷废水具有高效去除率，而且廉价无二次污染，并可以利用磁力进行固液分离，实现多次回收重复利用的用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备，包括以下步骤：
（1）改性炭化谷壳CRHO的制备
通过经300℃-700℃炭化处理的炭化谷壳，采用1.5%-2.4%的HCl溶液按固液比1:20-1:100，在室温中进行酸改性30 min，去离子水洗净烘干后，采用炭化谷壳与CaO质量比为15:1-5:1混合均匀，250℃-350℃下缺氧加热2 h，得到改性炭化谷壳CRHO。
（2）负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒的制备
将质量比为4:1-2:1的FeCl3、FeCl2溶解到1.0%-1.3%的HCl溶液中，再将混合好的FeCl3、FeCl2酸性溶液及经步骤1得到的改性炭化谷壳一同加入1.2%-1.4%氨水溶液中，超声波作用10-20 min 后，静置沉淀，待其完全沉淀后倒出上清液，超纯水洗净，得到负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒。
（3）磁性生物炭CRHO-Fe3O4的制备
将得到的负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳分散于超纯水中，取悬浮液，加入正丙醇溶液中，超声波作用20-30 min，以消除 Cl-、NH4 + 等离子的影响，超声完成后，机械搅拌条件下依次加入聚乙二醇、超纯水、氨水，室温下搅拌 24 h，以防止磁粉团结，待搅拌完成后，静置使其完全沉淀，超纯水离心分离，60℃-80℃干燥12 h，得到均匀分散的磁性生物炭CRHO-Fe3O4。
一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的应用方法，用制得的磁性生物炭CRHO-Fe3O4吸附中低浓度污染水体中的砷，吸附后将磁性生物炭CRHO-Fe3O4和废水利用磁力进行固液分离,用超纯水洗净已经饱和吸附砷后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4，60℃-80℃下烘干备用；取上述已经达到吸附饱和的磁性生物炭CRHO-Fe3O4放入盛有NaOH溶液的锥形瓶中，置于25℃、150 r/min 恒温水浴振荡器中振荡解吸，将解吸后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4用超纯水清洗净后烘干，可以实现多次重复使用。
优选地，在用磁性生物炭CRHO-Fe3O4吸附中低浓度污染水体中的砷时，固液比为1:200-1:1000。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
（1）对水体中砷有较高的去除效果，固液比为1:400时，在适宜条件下对10 mg/L砷去除率可达98.3%。
（2）负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳能够通过解吸吸附再生进行重复利用，经过5次解吸吸附后，对砷去除率稳定在64.0%左右。
（3）相比较其他砷污染水体的处理技术，磁性生物炭CRHO-Fe3O4成本低廉，使用操作简单，且不会产生二次污染，利用磁力易于进行固液分离，可多次回收利用，适用于中低浓度含砷废水的处理应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例技术方案描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显然，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例 1 制备的磁性生物炭CRHO-Fe3O4的SEM扫描图；
图2是本发明实施例 1 制备的磁性生物炭CRHO-Fe3O4EDS色散谱图；
图3是本发明实施例 1 制备的磁性生物炭CRHO-Fe3O4FTIR光谱分析图；
图4是本发明实施例 1 制备的磁性生物炭CRHO-Fe3O4X射线衍射图；
图5是本发明未改性炭化谷壳、CRHO、磁性生物炭CRHO-Fe3O4吸剂效果对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行描述。
实施例：
一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料，由以下步骤制备得到 ：
（1）改性炭化谷壳的制备
通过对不同温度(300℃、400℃、500℃、600℃、700℃)的炭化谷壳进行酸(HCl)改性（固液比1：20，静置30 min）、碱(CaO)改性（CaO与炭化谷壳质量比为1：10，300℃缺氧加热2 h）两种方式改性后，得到对砷具有显著吸附能力的改性炭化谷壳CRHO。
（2）负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒的制备
将制备的CRHO利用共沉淀法，以质量比为2：1的FeCl3、FeCl2溶解到1.2%的HCl 溶液中，再将混合好的FeCl3、FeCl2酸性溶液及一定量的炭化稻壳一同加入1.4%氨水溶液中，超声波作用15 min 后，静置沉淀，待其完全沉淀后倒出上清液，超纯水洗净，得到负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒。
（3）磁性生物炭CRHO-Fe3O4的制备
将得到的负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳分散于150 mL超纯水中，取50 mL该悬浮液，加入适量正丙醇溶液中，超声波作用20 min，以消除 Cl-、NH4 + 等离子的影响。超声完成后，机械搅拌条件下依次加入聚乙二醇13.4 g、50 mL超纯水水、25 mL氨水，室温下搅拌 24 h，以防止磁粉团结。待搅拌完成后，静置使其完全沉淀，超纯水离心分离，60℃干燥12 h，得到均匀分散的磁性生物炭CRHO-Fe3O4。
（4）磁性生物炭CRHO-Fe3O4的烘干备用及应用
将取回的中低浓度的含砷废水进行过滤，去除悬浮物和其他颗粒物杂质，向过滤后的废水中加入适量的磁性生物炭CRHO-Fe3O4，在pH=5，温度为25℃，进行振荡吸附8 h，吸附后利用强磁铁将磁性生物炭CRHO-Fe3O4和废水利用磁力进行固液分离。用超纯水洗净已经饱和吸附砷后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4，60℃下烘干备用。准确称取1.00 g 上述已经达到饱和吸附的磁性生物炭CRHO-Fe3O4，将其加入盛有100 mL 6%的NaOH溶液的250 mL锥形瓶中，置于25℃、150 r/min 恒温水浴振荡器中振荡解吸12 h，将解吸后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4用超纯水清洗净后烘干备用，称为再生磁性生物炭CRHO-Fe3O4。
通过实验可以观察到实施例1中磁性生物炭CRHO-Fe3O4具有明显的磁性，能通过磁力进行很好的固液分离，方便回收利用。
通过图1可以观察到实施例1中磁性生物炭CRHO-Fe3O4的微观形态，通过下表可以得知磁性生物炭CRHO-Fe3O4的比较面积和孔径的数据。
结合图2，磁性生物炭CRHO-Fe3O4所含元素的质量百分比（Wt%）和原子含量百分比（At%）如下:
| Element | Wt% | At% |
| CK | 52.84 | 80.01 |
| OK | 4.91 | 5.58 |
| SiK | 1.7 | 1.10 |
| CaK | 0.76 | 0.34 |
| FeK | 39.8 | 12.96 |
| Matrix | Correction | ZAF |
由图3可知，在磁性生物炭CRHO-Fe3O4的红外光谱中波数为3408 cm-1处有强而宽的吸收峰，这是由于羧基和酚羟基中的氢键O-H伸缩振动所造成的；1621 cm-1左右出现的一个小峰为苯环的骨架伸缩振动吸收峰，说明产生了有效的芳构化反应；1300-1000 cm-1范围内呈现的是C-O 伸缩振动吸收峰，1066 cm-1出现一个较宽的吸收峰，这是脂肪醚的特征出峰位置；879 cm-1左右为O-H面外弯曲振动吸收峰；而波数562cm-1处出现了很强的吸收峰，而这正是Fe3O4的特征出峰位置。
由图4可知，合成出的磁性生物炭CRHO-Fe3O4出现的衍射峰单一，说明其只含有Fe3O4一种晶体结构，且纯度高，晶形完整。
准确称取不同类型的三种炭化谷壳（未改性炭化谷壳、CRHO、磁性生物炭CRHO-Fe3O4）各0.25 g，分别加入稀释配置好的10 mg•L-1 As溶液100 mL，溶液的pH用稀盐酸和氢氧化钠调节到7。将锥形瓶放入恒温振荡箱中(25±1℃)，设置不同的震荡时间，时间间隔分别为5、10、15、30、60、120、240、480、720 min。抽取上清液过0.45 微米的滤膜，并保存，待测。由图5可知，未改性炭化谷壳对As去除效果不好，而且还出现了脱附现象，表明其吸附性能差且不稳定；经过改性后的CRHO对砷的去除率相比未改性炭化谷壳有明显升高；负载磁性的磁性生物炭CRHO-Fe3O4对砷的去除效果最高，说明磁性生物炭CRHO-Fe3O4对水体中砷有很好的吸附效果且吸附稳定。
本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备，包括以下步骤：
（1）改性炭化谷壳CRHO的制备
通过经300℃-700℃炭化处理的炭化谷壳，采用1.5%-2.4%的HCl溶液按固液比1:20-1:100，在室温中进行酸改性30 min，去离子水洗净烘干后，采用炭化谷壳与CaO质量比为15:1-5:1混合均匀，250℃-350℃下缺氧加热2 h，得到改性的炭化谷壳CRHO；
（2）负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒的制备
将质量比为4:1-2:1的FeCl3、FeCl2溶解到1.0%-1.3%的HCl溶液中，再将混合好的FeCl3、FeCl2酸性溶液及经步骤1得到的改性炭化谷壳一同加入1.2%-1.4%的氨水溶液中，超声波作用10-20 min 后，静置沉淀，待其完全沉淀后倒出上清液，超纯水洗净，得到负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳颗粒；
（3）磁性生物炭CRHO-Fe3O4的制备
将得到的负载纳米Fe3O4改性炭化谷壳分散于超纯水中，取悬浮液，加入正丙醇溶液中，超声波作用20-30 min；超声完成后，机械搅拌条件下依次加入聚乙二醇、超纯水、氨水，室温下搅拌 24 h，以防止磁粉团结，待搅拌完成后，静置使其完全沉淀，超纯水离心分离，60℃-80℃干燥12 h，得到均匀分散的磁性生物炭CRHO-Fe3O4。
2.根据权利要求1所述制备得到的一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的应用方法，其特征在于：用制得的磁性生物炭CRHO-Fe3O4吸附中低浓度污染水体中的砷，吸附后将磁性生物炭CRHO-Fe3O4和废水利用磁力进行固液分离,用超纯水洗净已经饱和吸附砷后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4，60℃-80℃下烘干备用；取上述已经达到吸附饱和的磁性生物炭CRHO-Fe3O4放入盛有NaOH溶液的锥形瓶中，置于25℃、150 r/min 恒温水浴振荡器中振荡解吸，将解吸后的磁性生物炭CRHO-Fe3O4用超纯水清洗净后烘干，可以实现多次重复使用。
3.根据权利要求2所述的一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的应用方法，其特征在于：在用磁性生物炭CRHO-Fe3O4吸附中低浓度污染水体中的砷时，固液比为1:200-1:1000。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510384110.7A CN104971697B (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510384110.7A CN104971697B (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104971697A CN104971697A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104971697B true CN104971697B (zh) | 2017-05-03 |
Family
ID=54268989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510384110.7A Active - Reinstated CN104971697B (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104971697B (zh) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536703A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-04 | 华中农业大学 | 一种一步合成磁性生物炭的制备方法 |
| CN105540726A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-05-04 | 湖南大学 | 一种磁性壳聚糖/生物炭复合材料去除废水中五价砷的方法 |
| CN105601022B (zh) * | 2016-04-01 | 2017-12-29 | 武汉科技大学 | 一种从燃煤电厂脱硫废水中回收高品质工业盐的方法 |
| CN105944668A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-21 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种治理砷污染的改性生物质炭、其制备方法及应用 |
| CN106362685A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-01 | 中南大学 | 一种用于除砷的改性生物炭材料、其制备及应用 |
| CN107824612B (zh) * | 2017-11-04 | 2018-09-28 | 江西夏氏春秋环境股份有限公司 | 一种Fe3O4基生物炭土壤钝化剂的制备方法 |
| CN108359469B (zh) * | 2018-01-22 | 2021-03-19 | 环境保护部南京环境科学研究所 | 炭气凝胶/四氧化三铁/二氧化钛复合纳米土壤修复剂的再生方法 |
| CN109759011A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-05-17 | 南阳师范学院 | 稻草基磁性生物炭的制备方法 |
| CN109939644B (zh) * | 2019-04-10 | 2022-06-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种改性生物炭的制备方法 |
| CN110142023A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-08-20 | 中国科学院南京土壤研究所 | 一种纳米四氧化三铁/改性生物炭复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110204030B (zh) * | 2019-05-23 | 2020-11-24 | 华中科技大学 | 一种利用生物炭氧化地下水中三价砷的方法 |
| CN110787771A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-14 | 天津大学 | 一种改性蓝藻生物炭及其制备方法及应用 |
| CN111672466A (zh) * | 2020-06-07 | 2020-09-18 | 桂林理工大学 | 一种磁性氧化铁/桑树杆生物炭复合材料的制备方法及应用 |
| CN113264799A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-17 | 佛山市三水区健叶农副产品加工厂 | 一种处理玉米杆的方法 |
| CN113509813B (zh) * | 2021-07-08 | 2022-07-26 | 广西柳州中和高新技术有限公司 | Ag@Fe3O4@C/TiO2纳米材料的合成方法及其用途 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101642699A (zh) * | 2009-08-06 | 2010-02-10 | 浙江大学 | 一种磁性生物碳吸附材料的制备方法及其用途 |
| WO2014132107A1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | Empire Technology Development Llc | Preparation and use of magnetic polymer nanocomposites |
| CN103551113A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-05 | 湖南农业大学 | 一种稻壳基炭负载纳米四氧化三铁颗粒的制备方法及利用其处理含铅废水的方法 |
| CN104368308B (zh) * | 2014-07-03 | 2017-09-19 | 中国科学院西北高原生物研究所 | 一种基于沙棘枝干的复合吸附剂及其制备方法 |
| CN104549155A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-04-29 | 中国科学院生态环境研究中心 | 生物炭复合材料及其应用 |
-
2015
- 2015-07-03 CN CN201510384110.7A patent/CN104971697B/zh active Active - Reinstated
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104971697A (zh) | 2015-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104971697B (zh) | 一种用于去除水体中砷污染的磁性生物炭材料的制备及应用方法 | |
| Long et al. | A review of removal technology for antimony in aqueous solution | |
| Bhalara et al. | A review of potential remediation techniques for uranium (VI) ion retrieval from contaminated aqueous environment | |
| Liu et al. | Adsorption behavior and mechanism of Pb (II) and complex Cu (II) species by biowaste-derived char with amino functionalization | |
| CN107188330B (zh) | 一种吸附净化酸性废水的方法 | |
| Jing et al. | Ultrasound enhanced adsorption and desorption of chromium (VI) on activated carbon and polymeric resin | |
| CN106076261B (zh) | 一种重金属离子吸附剂及制备方法和应用 | |
| Ma et al. | Removal of arsenic from aqueous solution by two types of nano TiO 2 crystals | |
| US20190084843A1 (en) | System and method for water treatment | |
| Luu et al. | Pb (II) adsorption mechanism and capability from aqueous solution using red mud modified by chitosan | |
| Ghosh et al. | Removal of mercury from industrial effluents by adsorption and advanced oxidation processes: a comprehensive review | |
| CN103623782A (zh) | 复合磁性吸附材料的制备和去除废水中重金属离子的方法 | |
| CN101920191B (zh) | 一种活性炭改性材料及在水除砷中的用途 | |
| Chu et al. | Advances in chelating resins for adsorption of heavy metal ions | |
| Venkatraman et al. | Removal of heavy metal ion concentrations from the wastewater using tobacco leaves coated with iron oxide nanoparticles | |
| Sabir et al. | Agricultural waste absorbents for heavy metal removal | |
| Gupta et al. | Adsorption of chromium (VI) by a low-cost adsorbent prepared from tamarind seeds | |
| Li et al. | FeOOH and nZVI combined with superconducting high gradient magnetic separation for the remediation of high-arsenic metallurgical wastewater | |
| Vishnu et al. | Synthesis of tri-metallic surface engineered nanobiochar from cynodon dactylon residues in a single step-batch and column studies for the removal of copper and lead ions | |
| Gupta et al. | Adsorption of Cr (VI) by a low-cost adsorbent prepared from neem leaves | |
| CN109012565A (zh) | 一种掺氮的磁性碳材料吸附去除废水中重金属离子的方法 | |
| CN109368872A (zh) | 一种钨冶炼废水深度处理的方法 | |
| CN104815611B (zh) | 一种吸附除砷除磷氧化铁改性石英砂滤材的制备方法 | |
| Onyancha et al. | Influence of magnetism-mediated potentialities of recyclable adsorbents for heavy metal ions removal from aqueous solutions–an organized review | |
| Raj et al. | Potential of sugarcane bagasse in remediation of heavy metals: A review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170503 Termination date: 20190703 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| RR01 | Reinstatement of patent right | ||
| RR01 | Reinstatement of patent right |
Former decision: termination of patent right due to unpaid annual fee Former decision publication date: 20200623 |
|
| RR01 | Reinstatement of patent right | ||
| RR01 | Reinstatement of patent right |
Former decision: Termination of patent right without annual fee Former decision publication date: 20200623 |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Business Center, Guzhang Industrial Development Zone, Hongshilin Town, Guzhang County, Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture, Hunan Province 416305 Patentee after: HUNAN DEBAO HENGJIANG ENVIRONMENTAL PROTECTION BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee after: Jiang Qing Address before: Room 302, Jifeng Company Office Building, No. 69, Renmin South Road, Jishou City, Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture, Hunan Province 416007 Patentee before: HUNAN DEBAO HENGJIANG ENVIRONMENTAL PROTECTION BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: Jiang Qing |