CN113559824A - 处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制法与应用。所述制法包括：使核桃壳与氮源均匀混合并研磨，制得第一混合物；在保护性气氛中，对该第一混合物进行碳化处理，使所获碳化产物与钾盐均匀混合并研磨，制得第二混合物；在保护性气氛中，对该第二混合物进行活化处理，获得处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。本发明提供的氮掺杂多孔碳材料吸附剂对孔雀石绿染料有较好的吸附效果，吸附效率高，5min内吸附量达到4001mg g‑1，吸附量大，染料去除率高，最大吸附量为4500mg g‑1，且其制备工艺流程简单，成本低廉，绿色高效，对多种染料具有净化作用，在染料废水处理方面有着潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种氮掺杂多孔碳材料吸附剂，具体涉及一种可用于快速净化染料废水的氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制备发法与应用，属于污水处理技术领域。
背景技术
随着现代工业的迅猛发展，在工业生产过程中释放出大量有毒染料。据悉，每年在全世界范围内会产生700000吨包含有近万种有毒染料的工业废水。如果上述含有合成染料的工业废水没有经过适当的处理，很可能会对人类健康产生严重的威胁，如肺部疾病、癌症和其他并发症(L.M.Bai，S.Wang，Z.Y.Wang，E.L.Hong，Y.Wang，C.H.Xia，B.Q.Wang，Kinetics and mechanism of photocatalytic degradation of methyl orange inwater by mesoporous Nd-TiO2-SBA-15 nanocatalyst，Environ.Pollut.248(2019)516-525.；J.Wang，Y.Wang，Y.Liang，J.Zhou，L.Liu，S.Huang，J.Cai，Nitrogen-doped carbonsfrom in-situ glucose-coated ZIF-8 as efficient adsorbents for Rhodamine Bremoval from wastewater，Microporous Mesoporous Mater.310(2021)1387-1811.)。孔雀石绿是在油漆制造和染色中工业中应用最广泛的有毒染料之一，由于其自身的毒性，水溶液中孔雀石绿的浓度超过0.1mg/kg就将导致鱼类的细胞抑制综合征。因此，为确保人类健康和环境安全，建议采用500ng/L的孔雀石绿年平均环境质量标准(D.Zhu，Q.Li，K.C.Honeychurch，M.Piano，G.Chen，Determination of Malachite Green inAquaculture Water by Adsorptive Stripping Voltammetry，Anal.Lett.49(2015)1436-1451.)。目前已经报道的去除水溶液中孔雀石绿的方法有很多，例如氯的化学氧化法、光催化降解法、芬顿试剂法和吸附法等。在所有这些方法中，吸附法被认为是操作简单、效率高、成本低和环境友好的方法之一(R.Shahrokhi-Shahraki，C.Benally，M.G.El-Din，J.Park，High efficiency removal of heavy metals using tire-derived activated carbonvs commercial activated carbon：Insights into the adsorption mechanisms，Chemosphere 264(2021)128455-128470.)。当前已经进行了许多方法来探索有能力的吸附剂，并且活性碳被认为是去除染料最有效的吸附剂之一，因为它具有大的比表面积和发展良好的结构，因此具有高吸附性能。然而，由于活性碳合成所用原料成本的限制，其在实际应用时具有一定的局限性(D.Pathania，S.Sharma，P.Singh，Removal of methylene blueby adsorption onto activated carbon developed from Ficus carica bast，ArabianJ.Chem.10(2017)S1445-S1451.)。因此，以低成本的可再生资源生物质为原料，制备具有高比表面积的多孔生物碳材料，进而应用到水溶液中有毒染料的去除显得尤为必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种制备工艺简单、可用于快速净化染料废水的氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。
本发明的另一目的在于提供所述氮掺杂多孔碳材料吸附剂用于快速净化染料废水领域的应用。
为实现前述发明目的，本发明实施例采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法，其包括：
使核桃壳与氮源均匀混合并研磨，制得第一混合物；
在保护性气氛中，对所述第一混合物进行碳化处理，所述碳化处理的温度为50℃～550℃，时间为1～3h；
使所获碳化产物与钾盐均匀混合并研磨，制得第二混合物；
在保护性气氛中，对所述第二混合物进行活化处理，所述活化处理的温度为50℃～800℃，时间为1～3h，获得处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
进一步地，所述氮源包括但不限于双氰胺、三聚氰胺、尿素等。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
本发明实施例还提供了所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂于处理染料废水中的应用。
相应的，本发明实施例还提供了一种处理染料废水的方法，其包括：
提供所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂；
使所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂与染料废水充分混合，并进行吸附反应，完成对染料废水的吸附；
其中，所述染料废水中的染料包括孔雀石绿；并且，所述染料废水中染料的浓度为4500～5500mg L-1。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的用于快速净化染料废水的氮掺杂多孔碳材料吸附剂吸附效率高，5min内吸附量达到4001mg g-1，吸附量大，染料去除率高，而未经氮元素掺杂的样品在5min内的吸附量仅为2631mg g-1。此外，本发明的氮掺杂多孔碳材料吸附剂对孔雀石绿染料有较好的吸附效果，最大吸附量为4500mg g-1，且其制备工艺流程简单，处理工艺简单，成本低廉，对多种染料具有净化作用，是一种绿色高效的吸附材料。因此，该氮掺杂多孔碳材料吸附剂在环境治理尤其是染料废水处理方面有着潜在的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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中记载的一些实施例，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为本发明对比例1中所制备的多孔碳材料吸附剂的微观形貌图；
图2为本发明实施例1中所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂的微观形貌图；
图3为本发明实施例1所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂、对比例1所制备的多孔碳材料吸附剂和对比例2所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂的吸附量曲线图；
图4位本发明实施例1中所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂的N2吸附-脱附曲线图。
具体实施方式
鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将予以详细说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括：
使核桃壳与氮源均匀混合并研磨，制得第一混合物；
在保护性气氛中，对所述第一混合物进行碳化处理，所述碳化处理的温度为50℃～550℃，时间为1～3h；
使所获碳化产物与钾盐均匀混合并研磨，制得第二混合物；
在保护性气氛中，对所述第二混合物进行活化处理，所述活化处理的温度为50℃～800℃，时间为1～3h，获得处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
进一步地，所述核桃壳的粒径可以是100～150目之间。
进一步地，所述氮源包括双氰胺、三聚氰胺、尿素等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些优选实施方案之中，所述的制备方法包括：将所述核桃壳与氮源按照质量比为2∶1～2∶3的比例均匀混合，并研磨15～30min，制得所述第一混合物。
进一步地，所述制备方法包括：先将核桃壳于80～120℃风干12～24h，再与所述氮源均匀混合。
进一步地，所述制备方法包括：将所述碳化产物与钾盐按照质量比为1∶1～1∶3的比例均匀混合，并研磨15～30min，制得所述第二混合物。
进一步地，所述钾盐包括碳酸钾、氢氧化钾、碳酸氢钾等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此，本申请加入钾盐的作用在于作为活化剂进行活化造孔，提升比表面积。
进一步地，所述制备方法包括：采用1～5℃/min的升温速率，将所述第一混合物升温至碳化处理所需的温度(即50℃～550℃)。
进一步地，所述制备方法包括：采用1～5℃/min的升温速率，将所述第二混合物升温至活化处理所需的温度(即50℃～800℃)。
进一步地，在所述碳化处理和活化处理步骤中采用的保护性气氛可以是氮气气氛，但不限于此。其中，所述氮气流量可以是80～100ml/min。
进一步地，所述制备方法还包括：在所述活化处理完成后，将所获产物洗涤至中性，再于80～120℃干燥处理12～24h，获得所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
其中，在一些更为具体的实施之中，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在80～120℃下风干12～24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比为2∶1～2∶3的比例混合并在研钵中研磨15～30分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用1～5℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至50℃～550℃进行碳化处理1～3小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶1～1∶3的质量比混合并在研钵中研磨15～30分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用1～5℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至50℃～800℃进一步活化处理1～3小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在80～120℃下干燥12～24小时。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述方法制备的处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
进一步地，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的内部及表面分布有多孔结构，其中所含孔为介孔。
进一步地，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂中氮元素的含量为6.4～19.2wt％。
进一步地，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的比表面积为1500～3500m2 g-1。
本发明实施例的另一个方面还提供了所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂于处理染料废水中的应用。
相应的，本发明实施例的另一个方面还提供了一种处理染料废水的方法，其包括：
提供所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂；
使所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂与染料废水充分混合，并进行吸附反应，完成对染料废水的吸附；
其中，所述染料废水中的染料包括孔雀石绿、亚甲基蓝、酸性品红等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步的，所述染料废水中染料的浓度为4500～5500mg L-1。
进一步的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的质量与染料废水的体积之比为1g∶(4500～5500)ml。
进一步的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂与染料废水的混合时间在5min以上，优选为5～360min。
综上所述，本发明提供的用于快速净化染料废水的氮掺杂多孔碳材料吸附剂吸附效率高，5min内吸附量达到4001mg g-1，吸附量大，染料去除率高，而未经氮元素掺杂的样品在5min内的吸附量仅为2631mg g-1。此外，本发明的氮掺杂多孔碳材料吸附剂对孔雀石绿染料有较好的吸附效果，最大吸附量为4500mg g-1，且其制备工艺流程简单，处理工艺简单，成本低廉，对多种染料具有净化作用，是一种绿色高效的吸附材料。因此，该氮掺杂多孔碳材料吸附剂在环境治理尤其是染料废水处理方面有着潜在的应用价值。
如下将结合若干具体实施例及附图对本发明的技术方案作更为详尽的说明，但实施例不限制本发明。若非特别说明，如下各对比例及各实施例所采用的纤维及其它原料均从市场途径获取，且其中采用的各类反应设备、测试设备、测试方法等也均是本领域人员已知的。
实施例1一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在120℃下风干24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比为2∶1的比例混合并在研钵中研磨30分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用5℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至50℃进行碳化处理3小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨30分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至50℃进一步活化处理2小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在120℃下干燥24小时。
本实施例所获氮掺杂多孔碳材料吸附剂的微观形貌图可参阅图2所示。经测试，所述氮掺杂多孔碳材料吸附剂中氮元素的孔体积为1.587cm3 g-1，比表面积为2745m2 g-1，平均孔径为2.964nm，为介孔材料。
应用
将1g本实施例所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂与4500ml含有孔雀石绿的染料废水充分混合5min，进行吸附测试，该吸附剂吸附孔雀石绿的吸附曲线如图3所示，从图中可以看出该吸附剂在5min内吸附量达到4001mg g-1，吸附量大，染料去除率高。
本实施例所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂的N2吸附-脱附曲线可参阅图4所示。
实施例2一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在100℃下风干20小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比为1∶1的比例混合并在研钵中研磨20分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至550℃进行碳化处理1小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨20分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用5℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至800℃进一步活化处理1小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在80℃下干燥24小时。
将1g本实施例所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂与5500ml含有孔雀石绿、亚甲基蓝的染料废水充分混合100min，进行吸附测试，测试结果显示，该吸附剂对染料的吸附量大，染料去除率高。
实施例3一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在120℃下风干15小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比为2∶3的比例混合并在研钵中研磨25分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用5℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至400℃进行碳化处理2小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与氢氧化钾以1∶3的质量比混合并在研钵中研磨15分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至500℃进一步活化处理2小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在120℃下干燥12小时。
将1g本实施例所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂与5000ml含有孔雀石绿、酸性品红的染料废水充分混合100min，进行吸附测试，测试结果显示，该吸附剂对染料的吸附量大，染料去除率高。
实施例4一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在120℃下风干24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和三聚氰胺按质量比为1∶1的比例混合并在研钵中研磨30分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用5℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至300℃进行碳化处理2小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶1的质量比混合并在研钵中研磨15分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至400℃进一步活化处理3小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在100℃下干燥20小时。
实施例5一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在80℃下风干24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和尿素按质量比为2∶1的比例混合并在研钵中研磨15分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用1℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至100℃进行碳化处理2小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸氢钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨30分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至200℃进一步活化处理2小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在120℃下干燥15小时。
实施例6一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)取适量核桃壳在120℃下风干12小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比为2∶1的比例混合并在研钵中研磨30分钟。
(3)将步骤(2)所得混合物放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用1℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至200℃进行碳化处理3小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨30分钟。
(5)将步骤(4)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至400℃进一步活化处理2小时。
(6)将步骤(5)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在90℃下干燥22小时。
经测试，本发明实施例2-5所获处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的微观形貌及对孔雀石绿、亚甲基蓝、酸性品红等染料的吸附性能均与实施例1基本一致。其中，该氮掺杂多孔碳材料吸附剂中氮元素的掺杂量为6.4～19.2wt％。
对比例1
(1)取适量核桃壳在120℃下风干24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳放入立式管式炉中，在氮气保护下，采用5℃/min的升温速率将立式管式炉内的温度升温至50℃进行碳化处理2小时。
(3)待步骤(2)所得材料冷却至室温后，将所得黑色粉末与碳酸钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨30分钟。
(4)将步骤(3)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至50℃进一步活化处理2小时。
(5)将步骤(4)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性，然后在烘箱中在120℃下干燥24小时。
本对比例所获多孔碳材料吸附剂的微观形貌图可参阅图1所示。经测试，所述氮掺杂多孔碳材料吸附剂的孔体积为0.8731cm3 g-1，比表面积为1362m2 g-1，平均孔径为4.407nm。
应用
将1g本对比例1所制备的多孔碳材料吸附剂与4500ml含有孔雀石绿的染料废水充分混合，进行吸附测试，该吸附剂吸附孔雀石绿的吸附曲线如图3所示，从图中可以看出该吸附剂在5min内的吸附量仅为2631mg/g。
对比例2
(1)取适量核桃壳在120℃下风干24小时；
(2)将步骤(1)所得核桃壳和双氰胺按质量比2∶1的比例混合并在60-80ml水溶液中充分搅拌30-60分钟；
(3)将步骤(2)所得混合物放入水热反应釜中，在180-200℃温度下水热碳化15-20小时。
(4)待步骤(3)所得材料冷却至室温后，将黑色粉末进行充分洗涤并在50-120℃条件下干燥12-24h。
(5)将步骤(4)中所得产品和碳酸钾以1∶2的质量比混合并在研钵中研磨15-30分钟。
(6)将步骤(5)中所得产品置于垂直石英管中，在氮气保护下，采用3℃/min的升温速率将石英管内的温度升温至50℃～800℃进一步活化处理2小时。
(7)将步骤(6)所得样品冷却至室温，用蒸馏水洗涤直至滤液呈中性。然后在烘箱中在120℃下干燥24小时。
应用
将1g本对比例所制备的氮掺杂多孔碳材料吸附剂与4500ml含有孔雀石绿的染料废水充分混合，进行吸附测试，该吸附剂吸附孔雀石绿的吸附曲线如图3所示，从图中可以看出该吸附剂在360min内的最大吸附量为2781.29mg/g，5min去除量为1994.28mg/g。
综上，经对比可知实施例1中处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂对孔雀石绿具有较强的吸附作用。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。
Claims (10)
1.一种处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的制备方法，其特征在于，包括：
使核桃壳与氮源均匀混合并研磨，制得第一混合物；
在保护性气氛中，对所述第一混合物进行碳化处理，所述碳化处理的温度为50℃～550℃，时间为1～3h；
使所获碳化产物与钾盐均匀混合并研磨，制得第二混合物；
在保护性气氛中，对所述第二混合物进行活化处理，所述活化处理的温度为50℃～800℃，时间为1～3h，获得处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氮源包括双氰胺、三聚氰胺、尿素中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述核桃壳的粒径为100～150目。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述核桃壳与氮源按照质量比为2∶1～2∶3的比例均匀混合，并研磨15～30min，制得所述第一混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：先将核桃壳于80～120℃风干12～24h，再与所述氮源均匀混合。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述碳化产物与钾盐按照质量比为1∶1～1∶3的比例均匀混合，并研磨15～30min，制得所述第二混合物；和/或，所述钾盐包括碳酸钾、氢氧化钾、碳酸氢钾中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：采用1～5℃/min的升温速率，将所述第一混合物升温至碳化处理所需的温度；和/或，采用1～5℃/min的升温速率，将所述第二混合物升温至活化处理所需的温度；和/或，所述保护性气氛为氮气气氛，采用的氮气流量为80～100ml/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：在所述活化处理完成后，将所获产物洗涤至中性，再于80～120℃干燥处理12～24h，获得处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂。
8.由权利要求1-7中任一项所述方法制备的处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂，优选的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的内部及表面分布有多孔结构，优选的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂中氮元素的含量为6.4～19.2wt％。
9.权利要求8所述的处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂于处理染料废水中的应用。
10.一种处理染料废水的方法，其特征在于，包括：
提供权利要求8所述的处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂；
使所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂与染料废水充分混合，并进行吸附反应，完成对染料废水的吸附；
其中，所述染料废水中的染料包括孔雀石绿、亚甲基蓝、酸性品红中的任意一种或两种以上的组合；并且，所述染料废水中染料的浓度为4500～5500mg L-1；
优选的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂的质量与染料废水的体积之比为1g∶(4500～5500)ml；
优选的，所述处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂与染料废水的混合时间在5min以上，优选为5～360min。
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|---|
| 周佳伟: "生物质基氮掺杂炭材料的制备与应用研究" * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114887587A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-12 | 江西东鹏新材料有限责任公司 | 一种利用锂矿废渣为原料制备的废水中重金属多孔吸附剂及其制备方法 |
| CN114887587B (zh) * | 2022-05-07 | 2024-05-24 | 江西东鹏新材料有限责任公司 | 一种利用锂矿废渣为原料制备的废水中重金属多孔吸附剂及其制备方法 |
| CN114887589A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-12 | 西北大学 | 一种氧自掺杂/高比表面积生物质多孔碳及应用 |
| CN115025760A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-09-09 | 吉林大学 | 生物质衍生的分级多孔生物炭吸附剂的制备方法及应用 |
| CN116673003A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-09-01 | 中国电建集团环境工程有限公司 | 一种污水处理用吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN116673003B (zh) * | 2023-07-05 | 2023-11-14 | 中国电建集团环境工程有限公司 | 一种污水处理用吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN116768207A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-19 | 广东省科学院生物与医学工程研究所 | 一种氮掺杂多级孔石墨烯结构的鸭毛生物炭制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113559824B (zh) | 2023-12-19 |
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