CN108423738A - 一种生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺 - Google Patents

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract

本发明公开了一种生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺，对新鲜的稻草秸秆在氮气下进行热裂解制得生物炭，采用稻草秸秆作为生物质吸附二价铁盐，吸附后样品在氮气保护下热裂解生成含有磁性四氧化三铁的生物炭，表面生物炭不仅提高磁铁矿的分散性而且有效地阻止其氧化，得到一种高降解性能的生态修复剂，而且其原材料价格低廉，制备简单，环境友好，工艺简单，易于推广。

Description

一种生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺
技术领域
本发明涉及生态化学制剂技术领域，具体为一种生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺。
背景技术
多溴联苯醚作为典型持续性有机污染物是目前广泛使用的溴代阻燃剂，具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性。而且，近几年来排放到环境总呈上升趋势，业内已引起国内外专家的高度重视和广泛关注。目前对于多溴联苯醚的除去方法有物理法，化学法和生物修复法。而化学法中降解法是目前对持续性有机污染物除去最普遍的一种方法。纳米磁铁矿由于具有表面能大，颗粒小和活性强广泛地应用于环境污染物的治理。然而单一纳米零价铁易于团聚，而且在空气和水溶液中易于氧化，因此高亲油性的多溴联苯醚与纳米磁铁矿表面接触位点少，限制反应的速率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高降解性能的生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺，具有原材料价格低廉，制备简单，环境友好，工艺简单，易于推广等优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生态修复剂的合成方法，包括以下步骤：
S1：制备生物炭，将100克稻草秸秆剪碎并放入反应器中，然后在通氮气条件下在以30度/秒的速度加热到500度，并在氮气流速为0.5升/分钟保护下反应1小时达到完全裂解，然后在200毫升/分钟氮气流速下一直冷却到室温得到生物炭；
S2：将S1中制备的生物炭溶入水中，在超声震荡下加入过量的氯化铁和氯化亚铁溶液，并加热到60度在磁力搅拌下反应2天；
S3：使用去离子水洗涤多次，然后在3000rpm下离心分离10分钟，随后在80度真空干燥12小时；
S4：在氮气条件下以100度/秒的速度加热到600度反应30分钟，二价铁和三价铁离子在无氧条件下得到含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂。
优选的，所述步骤S4中的生态修复剂由以下质量分数占比的元素组成：C32.63％、O 24.45％、N 3.45％、H 1.04％、Fe 37.84％。
本发明提供另一种技术方案：一种生态修复剂对有机污染物的降解工艺，利用含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂和生物炭吸附有机污染物中的多溴联苯醚，然后将吸附的多溴联苯醚通过纳米磁铁矿有效地逐级脱溴降解，达到多溴联苯醚治理的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺，采用稻草秸秆作为生物质吸附二价铁盐，吸附后样品在氮气保护下热裂解生成含有磁性四氧化三铁的生物炭，表面生物炭不仅提高磁铁矿的分散性而且有效地阻止其氧化，得到一种高降解性能的生态修复剂，而且其原材料价格低廉，制备简单，环境友好，工艺简单，易于推广。
附图说明
图1为本发明的生态修复剂表征图；
图2为本发明的X-光电子能谱图；
图3为本发明的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-3，一种生态修复剂的合成方法，包括以下步骤：
第一步：制备生物炭，利用生物炭对新鲜的稻草秸秆在氮气下进行热裂解，将100克稻草秸秆剪碎并放入反应器中，然后在通氮气条件下在以30度/秒的速度加热到500度，并在氮气流速为0.5升/分钟保护下反应1小时达到完全裂解，然后在200毫升/分钟氮气流速下一直冷却到室温得到生物炭；
第二步：将步骤一中制备的生物炭溶入水中，在超声震荡下加入过量的氯化铁和氯化亚铁溶液，并加热到60度在磁力搅拌下反应2天；
第三步：使用去离子水洗涤多次，然后在3000rpm下离心分离10分钟，随后在80度真空干燥12小时；
第四步：在氮气条件下以100度/秒的速度加热到600度反应30分钟，二价铁和三价铁离子在无氧条件下得到含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂，其中，生态修复剂主要由以下质量分数占比的元素组成：C 32.63％、O 24.45％、N 3.45％、H 1.04％、Fe 37.84％。
实施例二：
基于上述实施例一描述，本发明提供另一种实施方案为：一种生态修复剂对有机污染物的降解工艺，其利用含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂和生物炭吸附有机污染物中的多溴联苯醚，然后将吸附的多溴联苯醚通过纳米磁铁矿有效地逐级脱溴降解，达到多溴联苯醚治理的目的。
综上所述：本发明提供的生态修复剂的合成方法及其对有机污染物的降解工艺，采用稻草秸秆作为生物质吸附二价铁盐，吸附后样品在氮气保护下热裂解生成含有磁性四氧化三铁的生物炭，表面生物炭不仅提高磁铁矿的分散性而且有效地阻止其氧化，得到一种高降解性能的生态修复剂，而且其原材料价格低廉，制备简单，环境友好，工艺简单，易于推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种生态修复剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备生物炭，将100克稻草秸秆剪碎并放入反应器中，然后在通氮气条件下在以30度/秒的速度加热到500度，并在氮气流速为0.5升/分钟保护下反应1小时达到完全裂解，然后在200毫升/分钟氮气流速下一直冷却到室温得到生物炭；
S2：将S1中制备的生物炭溶入水中，在超声震荡下加入过量的氯化铁和氯化亚铁溶液，并加热到60度在磁力搅拌下反应2天；
S3：使用去离子水洗涤多次，然后在3000rpm下离心分离10分钟，随后在80度真空干燥12小时；
S4：在氮气条件下以100度/秒的速度加热到600度反应30分钟，二价铁和三价铁离子在无氧条件下得到含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂。
2.如权利要求1所述的一种生态修复剂的合成方法，其特征在于：所述步骤S4中的生态修复剂由以下质量分数占比的元素组成：C 32.63％、O24.45％、N 3.45％、H 1.04％、Fe37.84％。
3.一种如权利要求1所述的生态修复剂对有机污染物的降解工艺，其特征在于：利用含磁性四氧化三铁的新型生态修复剂和生物炭吸附有机污染物中的多溴联苯醚，然后将吸附的多溴联苯醚通过纳米磁铁矿有效地逐级脱溴降解，达到多溴联苯醚治理的目的。
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