CN114146684A - 一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体废弃物资源化利用与废水处理技术领域，公开了一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法；所述改性赤泥生物炭材料的制备方法包括：预处理，将赤泥和甘蔗渣分别进行干燥、破碎和球磨处理，得固体组分A和固体组分B；还原处理，将所述固体组分A在化学还原溶液中进行化学还原沉淀，洗涤、烘干、研磨过筛后得到固体组分C；复合处理，将所述固体组分C、所述固体组分B以及碱性化合物混合、球磨后得到固体组分D；炭化处理，将所述固体组分D绝氧热解得到赤泥生物炭材料。本发明提供的改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法，能够有效资源化利用赤泥和甘蔗渣，并基于改性赤泥生物炭实现重金属污染治理。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用与重金属污染修复技术领域，特别涉及一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法。
背景技术
随着世界工业化进程的快速发展，重金属环境污染现状日趋严重，重金属进入人体后会对人体重要器官造成严重伤害，如何研发安全稳定高效的重金属吸附材料是重金属污染修复中的研究热点。
工业化进程的发展同时也带来了大量的工业废物处置困难的问题，我国是世界上最大的氧化铝生产国，赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体粉状废弃物。因赤泥碱度高、产生量大，传统的处理方式将会对周边的水体、大气、土壤造成严重污染，而且堆场需要大量的金钱和大面积的农田，赤泥的资源化利用有着广阔的市场前景。同时赤泥中有大量铁元素，如何将赤泥中铁元素活化并得到利用一直是目前研究的前沿问题。
甘蔗渣是一种典型的农业废弃物，其组分中的纤维素、半纤维素和木质素对重金属离子有一定的吸附效果，有研究表明将甘蔗渣进行一定修饰或者炭化用来作为环境吸附材料，但是其吸附量较低，且稳定性差，易分解而造成二次污染。直接炭化得到的生物炭类吸附材料，因为化学吸附的可逆性，在环境复杂变化的同时，并不能有效长期的治理重金属污染问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法。
为达到以上应用研究目的，本发明提供了一种改性赤泥生物炭材料的制备方法，包括：
预处理，将赤泥和甘蔗渣分别进行干燥、破碎和球磨处理，得固体组分A和固体组分B；
还原处理，将所述固体组分A在化学还原溶液中进行化学还原沉淀，洗涤、烘干、研磨过筛后得到固体组分C；
复合处理，将所述固体组分C、所述固体组分B以及碱性化合物混合、球磨后得到固体组分D；
炭化处理，将所述固体组分D绝氧热解得到改性赤泥生物炭材料。
进一步地，所述还原处理中，所述化学还原溶液包括：有机酸、碱式酸性盐和水；
其中，所述有机酸的质量分数为3～10％，所述碱性酸式盐质量分数3～10％。
进一步地，所述有机酸为：草酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种。
进一步地，所述碱性酸式盐包括：碳酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的一种或几种。
进一步地，所述还原处理中，还原沉淀反应在200rpm～550rpm搅拌条件下进行，所述还原沉淀反应时间为1～6h。
进一步地，所述复合处理中，所述固体组分C、所述固体组分B以及所述碱性化合物质量比为10:(0～30):(0～10)。
进一步地，所述复合处理中，所述碱性化合物包括：生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
进一步地，所述炭化处理中，绝氧保护气为氮气气氛，氮气流速300～1000mL/min，炭化温度为300-800℃，炭化时间为1～5h。
一种改性赤泥生物炭材料，采用所述的制备方法制备得到的改性赤泥生物炭材料。
一种改性赤泥生物炭材料的应用方法，采用所述的改性赤泥生物炭。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法，通过将赤泥、甘蔗渣干燥、破碎、球磨，得到了适宜尺寸的预处理甘蔗渣和预处理赤泥，较小尺寸的材料能够提供更大的反应面积和活性，暴露更多的表面有机基团利于后续的还原沉淀和复合；通过有机酸、碱式酸性盐的化学还原溶液活化，赤泥中铁元素得到更好的释放，结合生物质甘蔗渣所含有的丰富有机基团，高温绝氧热解形成一种新型改性赤泥活性炭材料；其铁元素多以磁铁矿形式存在，从而具有磁性而有利于环境污染治理中的回收再利用；改性赤泥生物炭具有较大的比表面积、丰富的表面化学基团，能够对阴阳离子重金属均有较好的吸附特性，为工业废弃物和农业废弃物的综合利用提供了新的途径。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本发明实施例提供的改性赤泥生物炭的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
下面结合附图并参考具体实施例描述本申请。
本申请实施例通过提供一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，一种改性赤泥生物炭材料的制备方法，包括：
预处理，将赤泥和甘蔗渣分别进行干燥、破碎和球磨处理，得固体组分A和固体组分B，且所述赤泥和所述甘蔗渣筛分为100目；
还原处理，将所述固体组分A在化学还原溶液中进行化学还原沉淀，洗涤、烘干、研磨过筛后得到固体组分C；
复合处理，将所述固体组分C、所述固体组分B以及碱性化合物混合、球磨后得到固体组分D；
炭化处理，将所述固体组分D绝氧热解得到改性赤泥生物炭材料。
本实施例中，所述预处理中，所述赤泥和所述甘蔗渣干燥处理的温度范围为70～150℃，进一步优选为100～105℃。可将所述赤泥烘干至恒重而后进行球磨粉碎，所述粉碎后赤泥和甘蔗渣的最大尺寸小于1mm，具体可设置为小于0.15mm，可过100目筛。
所述还原处理中，所述化学还原溶液包括：有机酸、碱式酸性盐和水；其中，所述有机酸的质量分数为3～10％，具体可设置成4.2％、4.6％、5.2％或者5.8％。所述碱性酸式盐质量分数3～10％，具体可设置成3.5％、4.8％、5.4％和6％。
具体来说，所述有机酸为：草酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种。所述碱性酸式盐包括：碳酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的一种或几种。
具体来说，所述还原处理中，还原沉淀反应在200rpm～550rpm搅拌条件下进行，转速具体可设置成240rpm、300rpm、320rpm、380rpm；所述还原沉淀反应时间，优选为1～6h，具体可设置成2.5h、3h、3.5h、4.5h。
其中，所述固体组分A和化学还原溶液的混合液的液固比优选为10～40(mL/g)，具体可设置成10mL/mg、20mL/mg。
一般来说，可将还原沉淀反应产物进行洗涤，所述洗涤后溶液酸碱度优选为6.95～7.05，将洗涤后优选进行烘干处理，烘干处理温度优选为100～105℃；烘干后研磨过100目筛留存，即为固体组分C。
还原性有机酸能够释放赤泥中晶质氧化铁，释放更多的铁离子，碱式酸性盐能够抑制游离态的铁离子结晶，形成更多的无定形氧化铁。
进一步地，所述复合处理中，所述固体组分C、所述固体组分B以及所述碱性化合物质量比为10:(0～30):(0～10)；可具体设置成10:(5～20):(0.2～5)或者10:(10～15):(0.5～1)；球磨机机械搅拌30min得到复合改性赤泥。
进一步地，所述复合处理中，所述碱性化合物包括：生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。充分混合固体组分C、固体组分B、碱性化合物，增加反应面积，有利于后一步反应。
进一步地，所述炭化处理中，绝氧保护气为氮气气氛，氮气流速300～1000mL/min，炭化温度为300-800℃，炭化时间为1～5h。
具体可设置管式炉，按照400～600mL/min，600℃条件下炭化2.5～4h或者2～2.5h。
基于上述方法获得的改性赤泥生物炭材料可用于重金属污染修复处理上。为此，本实施例还提供，一种改性赤泥生物炭材料的应用方法，即用于重金属污染修复方法，采用所述的改性赤泥生物炭材料。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定
实施例1
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛100目，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例2
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比20:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例3
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中柠檬酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例4
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，碳酸氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例5
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B以10g:10g的质量比，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例6
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为氢氧化钠，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例7
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例8
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为600℃，炭化时间4h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例9
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为400℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
实施例10
步骤一：
将赤泥、甘蔗渣分别通过球磨机粉碎，过筛(100目)，得到固体组分A和固体组分B，留存。
步骤二：
将固体组分A加入化学还原溶液中，液固比10:1(mL/g)，化学还原溶液中草酸质量分数为4.2％，磷酸二氢钠质量分数为5.8％；加入后混合溶液置于水平振荡转速为300rpm，反应时间3h；反应后对悬液进行离心分离，用去离子水多次洗涤固体组分，直至洗涤液酸碱度为7±0.05；将固体组分于105℃烘箱干燥，研磨过100目筛，得到固体组分C。
步骤三：
将固体组分C、固体组分B、碱性化合物以10g:10g:1g的质量比，碱性化合物为生石灰，混合球磨时间30min，得到固体组分D。
步骤四：
将固体组分D承载于石英舟中，于管式炉中炭化，炭化温度为700℃，炭化时间2h，升温速率10℃/min，炭化后冷却，研磨过筛(100目)，得到改性赤泥生物炭材料。
对比例1
没有经过改性的干燥的赤泥(过100目筛)。
对比例2
没有经过改性的干燥的甘蔗渣(过100目筛)
应用实施例
分别准备30mL重金属溶液，砷酸根离子浓度为20mg/L、铅离子浓度为200mg/L的中性溶液，将实施例1～10的改性甘蔗渣、对比例1的普通赤泥、对比例2的普通甘蔗渣分别加入到上述两种溶液中，以250rpm速率搅拌24h后过滤，测定废液中的重金属离子浓度，结果记录在表1中。
表1实验结果
| 去除率 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 砷酸根离子 | 70.22％ | 70.31％ | 43.78％ | 33.13％ | 62.29％ | 56.12％ |
| 铅离子 | 99.23％ | 91.47％ | 71.35％ | 98.16％ | 73.33％ | 97.32％ |
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 砷酸根离子 | 51.23％ | 71.22％ | 57.27％ | 71.22％ | 3.42％ | 7.14％ |
| 铅离子 | 81.11％ | 98.05％ | 89.08％ | 99.33％ | 37.31％ | 22.56％ |
综上所述，改性赤泥生物炭对阴阳离子均具有很好的吸附效果，去除率高，而且赤泥中绝大部分氧化铁以四氧化三铁形式存在，带有磁性，易于分离，操作简单，绿色无毒，可广泛应用于处理含有重金属处理的废水中。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的一种改性赤泥生物炭材料及其制备和应用方法，通过将赤泥、甘蔗渣干燥、破碎、球磨，得到了适宜尺寸的预处理甘蔗渣和预处理赤泥，较小尺寸的材料能够提供更大的反应面积和活性，暴露更多的表面有机基团利于后续的还原沉淀和复合；通过有机酸、碱式酸性盐的混合溶液活化，赤泥中铁元素得到更好的释放，结合生物质甘蔗渣所含有的丰富有机基团，高温绝氧热解形成一种新型改性赤泥活性炭材料；其铁元素多以磁铁矿形式存在，从而具有磁性而有利于环境污染治理中的回收再利用；改性赤泥生物炭具有较大的比表面积、丰富的表面化学基团，能够对阴阳离子重金属均有较好的吸附特性，为工业废弃物和农业废弃物的综合利用提供了新的途径。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，包括：
预处理，将赤泥和甘蔗渣分别进行干燥、破碎和球磨处理，得固体组分A和固体组分B；
还原处理，将所述固体组分A在化学还原溶液中进行化学还原沉淀，洗涤、烘干、研磨过筛后得到固体组分C；
复合处理，将所述固体组分C、所述固体组分B以及碱性化合物混合、球磨后得到固体组分D；
炭化处理，将所述固体组分D绝氧热解得到改性赤泥生物炭材料。
2.如权利要求1所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述还原处理中，所述化学还原溶液包括：有机酸、碱式酸性盐和水；
其中，所述有机酸的质量分数为3～10％，所述碱性酸式盐质量分数3～10％。
3.如权利要求2所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述有机酸为：草酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述碱性酸式盐包括：碳酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的一种或几种。
5.如权利要求1所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述还原处理中，还原沉淀反应在200rpm～550rpm搅拌条件下进行，所述还原沉淀反应时间为1～6h。
6.如权利要求1所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述复合处理中，所述固体组分C、所述固体组分B以及所述碱性化合物质量比为10:(0～30):(0～10)。
7.如权利要求1所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述复合处理中，所述碱性化合物包括：生石灰、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的改性赤泥生物炭材料的制备方法，其特征在于，所述炭化处理中，绝氧保护气为氮气气氛，氮气流速300～1000mL/min，炭化温度为300-800℃，炭化时间为1～5h。
9.一种改性赤泥生物炭材料，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的改性赤泥生物炭材料。
10.一种改性赤泥生物炭材料的应用方法，其特征在于，采用权利要求9所述的改性赤泥生物炭材料。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220308 |