[发明专利]超顺磁骨炭材料的制备方法、超顺磁骨炭材料及其应用

说明书

本发明提供一种超顺磁骨炭材料的制备方法、超顺磁骨炭材料及其应用。所述的超顺磁骨炭材料的制备方法包括以下步骤：将羧甲基纤维素钠加入含氯铁盐溶液中，搅拌至均匀；将骨炭颗粒加入上述溶液，搅拌；调节体系的PH值，搅拌；固液分离、清洗固体分并烘干、研磨、过筛,得超顺磁骨炭材料；所述的超顺磁骨炭材料包括骨炭颗粒，磁性颗粒和羧甲基纤维素钠；所述骨炭颗粒为动物骨骼厌氧热解的颗粒；所述磁性颗粒选自Fe₃O₄、CuFe₂O₄、ZnFe₂O₄、NiFe₂O₄或CoFe₂O₄的任意一种。所述的超顺磁骨炭材料用于处理含镉废水中的重金属离子，其吸附速度快且效率高、易回收、不易造成二次污染，从而更加适于实用。

技术领域

本发明属于重金属吸附材料技术领域，具体涉及一种超顺磁骨炭材料的制备方法、超顺磁骨炭材料及其应用，所述的超顺磁骨炭材料尤其适用于处理含镉废水的重金属离子。

背景技术

镉(Cd)是一种具有高度生物毒性的重金属，主要来自金属冶炼、采矿、纺织印刷、电镀等行业工业废水的排放。研究表明，镉具有难降解、毒性大、易积累等特点，会对生态环境和生物体造成严重危害。近年来，镉的去除受到越来越多的关注。

常用的重金属去除方法有化学沉淀法、氧化还原法、电化学处理法、离子交换法和吸附法等。在上述方法中，吸附法因具有成本低、易得、高效及操作方便等优点而被广泛应用。

近年来，研究者们致力于吸附材料的开发利用，研究表明：羟基磷灰石具有水溶性低、比表面大、在各种氧化还原条件下的稳定性强、在不同pH值下的缓冲能力强等特点，是一种有效的吸附剂。然而其存在成本高的缺点。

而动物骨骼的主要成分为羟基磷灰石(约占到其总量的70％)，因此，可将其作为羟基磷灰石的廉价替代材料。动物骨骼经厌氧热解后，其对重金属离子的吸附量有进一步的提升，却依然存在着吸附时间较长、固液分离不易、易造成二次污染等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超顺磁骨炭材料的制备方法、超顺磁骨炭材料及其应用，所述的超顺磁骨炭材料包含骨炭颗粒、磁性颗粒和羧甲基纤维素钠，以羧甲基纤维素钠作为稳定剂和桥联剂，对动物骨骼炭化处理所得的骨炭颗粒进行Fe₃O₄改性获得，尤其适于用作重金属镉吸附剂，其吸附速度快且效率高、易回收、不易造成二次污染，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种超顺磁骨炭材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)将羧甲基纤维素钠加入含氯铁盐溶液中，搅拌至均匀；2)将骨炭颗粒加入上述溶液，搅拌；3)调节体系的PH值，搅拌；4)固液分离、清洗固体分并烘干、研磨、过筛,得超顺磁骨炭材料。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的超顺磁骨炭材料的制备方法，其中所述含氯铁盐溶液为FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O的混合溶液；配制该溶液采用的水为纯水，且通N₂去除水中的溶解氧。

优选的，前述的超顺磁骨炭材料的制备方法，其中所述FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O的摩尔数比为1:2；所述含氯铁盐：骨炭颗粒：羧甲基纤维素钠的质量比为0.61617～1.84851:1:1。

优选的，前述的超顺磁骨炭材料的制备方法，其中所述羧甲基纤维素钠预配制为1％wt的水溶液；配制该溶液采用的水为纯水，且通N₂去除水中的溶解氧。