[发明专利]一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法及应用

说明书

本发明公开了属于环境功能材料制备技术领域的一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法及应用。该方法是通过将氢氧化钾溶于水中，添加蒙脱石粉末，超声分散后加入小麦秸秆粉末，再将混合液超声分散、浸渍后通保护气密封，加热并保温反应后冷却至室温得到的。所制备出的小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料，具有较大比表面积，且表面具有多种官能团，吸附位点较多，吸附能力较强。

技术领域

本发明属于环境功能材料制备技术领域，特别涉及一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法及应用。

背景技术

蒙脱石是一种天然粘土矿物，分布广泛，方便易得。其往往为纳米级，具有片状结构，比表面积巨大，对无机离子具有较强吸附能力。然而，由于其本身的性质，对有机污染物的吸附往往受限，解决此问题的方法就是对其进行有机改性，提高其亲油性。以往关于矿物的有机改性使用表面活性剂或偶联剂等有机改性方法，成本高，步骤繁琐，易造成二次污染。生物炭是种很好的吸附剂，原料易得，生产成本低，且用于水体或土壤无毒无害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法及应用，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将小麦秸秆清洗干净，烘干，粉碎成粉末，过0.25mm筛；

(2)称取40-50g的氢氧化钾溶于1L水中，然后加入等量于氢氧化钾质量的蒙脱石粉末，超声分散30-60min；

(3)加入2倍于氢氧化钾质量的小麦秸秆粉末，超声分散1.5-2h，浸渍24-36h，然后冷冻干燥；

(4)将冷冻干燥后的样品置于坩埚中，放入马弗炉内，在马弗炉中通入15min保护气后密封，以5℃/min加热升温至预定温度，保温1.5-2h，待冷却至室温后，将样品研磨即得到小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料。

其中的步骤(2)所述氢氧化钾水溶液的质量浓度是4-5wt％。

其中的步骤(2)所述加入的蒙脱石和氢氧化钾的质量比是1:1。

其中的步骤(3)所述加入的小麦秸秆粉末与氢氧化钾的质量比是2:1。

其中的步骤(3)所述冻干干燥的温度为-45℃，处理的时间为48-72h。

其中的步骤(4)所述保护气为氮气，且马弗炉升温速率为5℃/min，预定温度为450-550℃。

所述一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料应用于增强对17β-雌二醇的吸附能力。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法成本低廉、快速简单、无需复杂的仪器设备，所用原料分布广泛、易于得到，所制备的复合材料具有无毒无害、比表面积大、表面官能团多的特点，对17β-雌二醇去除效率高。

附图说明

图1为实施例1中小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料的扫描电镜结构图；

图2为实施例3中反应溶液的吸附量测定结果图；

图3为实施例4中反应溶液的吸附量测定结果图；

图4为实施例5中反应溶液的吸附量测定结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料制备方法及应用，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

小麦秸秆生物炭改性蒙脱石复合材料的具体制备方法如下：

(1)将小麦秸秆清洗干净，烘干，粉碎成粉末，过0.25mm筛；