CN113262758A - 一种三价锰改性生物质炭的制备方法及应用 - Google Patents

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樊建新
秦亮
王勇
邹兰
段婷
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Abstract

本发明公开了一种三价锰改性生物质炭的制备方法及应用，涉及资源与环境技术领域。本发明方法包括，取一定量的生物炭，使用100目筛筛出粒径大于0.15mm的生物炭，筛出后，用质量分数10%的NaOH溶液浸泡5分钟以洗去表面油污，然后将处理过的生物质炭颗粒用去离子水或蒸馏水洗至中性，筛出后，将其浸泡在质量分数为10%的稀硝酸溶液中，浸泡时间为1.5小时。本发明通过生物炭与Mn(NO3)2溶液经过多次浸渍、烘干、焙烧的过程中将三价锰负载到生物炭中，可获得三价锰改性生物炭复合材料，且可避免难液化的灰分物质对生物炭的粒径和纯度的影响，三价锰改性生物炭复合材料对含重金属废水有良好的去除效果,对Cr(VI)的去除效果尤其好。

Description

一种三价锰改性生物质炭的制备方法及应用
技术领域
本发明属于资源与环境技术领域，特别是涉及一种三价锰改性生物质炭的制备方法及应用。
背景技术
吸附法是借助特定吸附材料的高比表面积结构或者特殊官能基团的物理吸附或者化学吸附作用去除污染物的一类方法，吸附材料来源广泛，吸附能力强，而且制备容易、操作简单灵活，一些吸附材料可再生重复使用，比较而言，吸附法是目前处理重金属和有机污染物复合污染最经济、有效的方法，其中生物质炭是常用的吸附材料，且生物质炭可制作成锰改性生物炭，锰改性生物炭具有更强的除污效能，但是现有的制备方法对锰的价态单一，制备的材料中锰的价态均为+4价，缺少对其他价态锰改性生物炭的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备三价锰改性生物质炭的方法及应用，以解决了现有的问题：现有的制备方法对锰的价态单一，制备的材料中锰的价态均为+4价，缺少对其他价态锰改性生物炭的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种三价锰改性生物质炭的制备方法，方法包括：
S1、取一定量的生物炭，使用100目筛筛出粒径大于0.15mm的生物炭；
S2、筛出后，用质量分数10%的NaOH溶液浸泡5分钟以洗去表面油污；
S3、然后将处理过的生物质炭颗粒用去离子水或蒸馏水洗至中性；
S4、筛出后，将其浸泡在质量分数为10%的稀硝酸溶液中，浸泡时间为1.5小时；
S5、将上一步所得的溶液用去离子水或蒸馏水洗净至中性，并使用烘箱100℃烘干备用；
S6、称取一定量经上述处理后的生物炭，浸泡于一定浓度的Mn(NO3)2中，静置6小时；
S7、将其上述生物炭放在恒温水浴锅中100℃蒸干；
S8、蒸干后，放入烘箱中90℃烘干；
S9、烘干后，在一定温度下管式炉焙烧3小时；
S10、重复上述步骤S6～S9两遍。
进一步地，所述生物质选自水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、稻壳、竹子、牛粪中的至少一种。
进一步地，S6中所述Mn(NO3)2的摩尔浓度为0.01～0.05mol/L，生物炭的质量为2～6g。
进一步地，S9中高温焙烧温度为400℃～600℃。
一种三价锰改性生物质炭去除水中污染物的应用：
准备含有高浓度重金属和有机污染物的复合污染废水；
将上述方法制备的三价锰改性生物炭加入复合污染废水中；
以200rpm转速振荡反应12小时，反应结束后用抽滤的方法实现固液分离，即去除了水中的污染物。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将生物炭与Mn(NO3)2溶液经过多次浸渍、烘干、焙烧的过程中将三价锰负载到生物炭中，可获得三价锰改性生物炭复合材料，且可避免难液化的灰分物质对生物炭的粒径和纯度的影响，三价锰改性生物炭复合材料对含重金属废水有良好的去除效果,对Cr(VI)的去除效果尤其好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明三价锰改性生物质炭的制备的流程图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种三价锰改性生物质炭的制备方法：
请参阅图1：
第一步、提将取一定量的生物质炭，生物质选自水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、稻壳、竹子、牛粪中的至少一种，使用100目筛筛出粒径大于0.15mm的生物质炭；
第二步、将筛选的生物质炭用质量分数10%的NaOH溶液浸泡5分钟以洗去表面油污；
第三步、然后将处理过的生物质炭颗粒用去离子水或蒸馏水洗至中性；
第四步、再将处理过的生物质炭浸泡在质量分数约为10%的硝酸溶液中1.5小时；
第五步、之后使用去离子水或蒸馏水将生物质炭洗至中性，将洗净的活性炭置于烘箱中100℃烘干备用；
第六步、称量4g处理后的生物质炭，把这些载体浸渍于0.1mol/L的硝酸锰中，静置6小时；
第七步、将静置之后的生物质炭在水浴锅中100℃蒸干；
第八步、将蒸干后的生物质炭放在烘箱中90℃烘干；
第九步、再在温度为650℃的管式炉中焙烧3小时；
第十步、重复两遍第六步至第九步的过程，从而得到分散性好、粒径小的三价锰改性生物质炭。
实施例二：
一种三价锰改性生物质炭去除水中污染物的应用：
准备含有高浓度重金属和有机污染物的复合污染废水，将上述实施例一中制备的三价锰改性生物质炭加入至复合污染废水中，以200rpm转速振荡反应12小时，反应结束后用抽滤的方法实现固液分离，即去除了水中的污染物。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种三价锰改性生物质炭的制备方法，其特征在于：所述方法包括；
S1、取一定量的生物炭，使用100目筛筛出粒径大于0.15mm的生物炭；
S2、筛出后，用质量分数10%的NaOH溶液浸泡5分钟以洗去表面油污；
S3、然后将处理过的生物质炭颗粒用去离子水或蒸馏水洗至中性；
S4、将其浸泡在质量分数为10%的稀硝酸溶液中，浸泡时间为1.5小时；
S5、将上一步所得的溶液用去离子水或蒸馏水洗净至中性，并使用烘箱100℃烘干备用；
S6、称取一定量经上述处理后的生物炭，浸泡于一定浓度的Mn(NO3)2中，静置6小时；
S7、将其上述生物炭放在恒温水浴锅中100℃蒸干；
S8、蒸干后，放入烘箱中90℃烘干；
S9、烘干后，在一定温度下管式炉焙烧3小时；
S10、重复上述步骤S6～S9两遍。
2.根据权利要求1所述的一种三价锰改性生物质炭的制备方法，其特征在于：所述生物质选自水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、稻壳、竹子、牛粪中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种三价锰改性生物质炭的制备方法，其特征在于：S6中所述Mn(NO3)2的摩尔浓度为0.01～0.05mol/L，生物炭的质量为2～6g。
4.根据权利要求1所述的一种三价锰改性生物质炭的制备方法，其特征在于：S9中高温焙烧温度为400℃～600℃。
5.一种三价锰改性生物质炭去除水中污染物的应用。
6.根据权利要求5所述的一种三价锰改性生物质炭去除水中污染物的应用，其特征在于：步骤如下：
准备含有高浓度重金属和有机污染物的复合污染废水；
将上述方法制备的三价锰改性生物炭加入复合污染废水中；
以200rpm转速振荡反应12小时，反应结束后用抽滤的方法实现固液分离，即去除了水中的污染物。
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