[发明专利]一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法、溶解性黑炭及溶解性黑炭的应用

说明书

本发明涉及溶解性黑炭技术领域，尤其涉及一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法及其溶解性黑炭的应用。本发明提供的从污泥中制备溶解性黑炭的方法，包括以下步骤：将污泥与水混合，进行水热反应，得到污泥碳；将所述污泥碳与水混合，离心，取上层清液后，冷冻干燥，得到溶解性黑炭。本发明得到的溶解性黑炭具有类腐殖酸结构，在光照的条件下可以被激发，吸收光子形成激发态，促使水中四环素类抗生素发生降解，以便有效的降解水中的四环素类抗生素；同时，本发明将污泥进行了资源化的回收，降低了制备溶解性黑炭的成本。

技术领域

本发明涉及溶解性黑炭技术领域，尤其涉及一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法、溶解性黑炭及溶解性黑炭的应用。

背景技术

目前，药物及个人护理品类新型污染物包括人用和兽用药物制剂，主要有抗生素、镇痛消炎类、降压药、避孕药、激素和杀菌剂等，近年来，越来越多的该类药物在水体环境中被检测出来，对水环境安全有着潜在性的威胁。其中，抗生素类药物具有抗微生物特性，因此在传统生物处理法、人工湿地等各类生物处理单元中保持较高残留浓度，残留的抗生素对水资源及环境土壤带来了不良影响。研究表明，溶解性黑炭可有效促进抗生素类物质的光降解，同时作为碳源可提高生物反应氮源的处理效果，但黑炭多通过木材、煤炭等原料中制备提取，原料成本高且造成资源消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法、溶解性黑炭及溶解性黑炭的应用，所述方法能够有效的利用资源，降低成本；且所述方法制备得到的溶解性黑炭具有较好的光催化效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法，包括以下步骤：

将污泥与水混合，进行水热反应，得到污泥碳；

将所述污泥碳与水混合，离心，取上层清液后，冷冻干燥，得到溶解性黑炭。

优选的，所述污泥与水混合后得到的污泥混合液的含固率为5～10％。

优选的，所述水热反应的温度为120～200℃，所述水热反应的时间为1～3 小时。

优选的，所述污泥碳与水的用量比为(2～3)g：100mL。

优选的，所述污泥碳与水的混合在超声的条件下进行，所述超声的时间为 60分钟。

优选的，所述离心后，还包括将得到的上层清液用0.45μm滤纸进行过滤。

优选的，所述冷冻干燥的温度为-50～-80℃，所述冷冻干燥的时间为24～48h。

本发明还提供了上述技术方案所述的方法得到的溶解性黑炭。

本发明还提供了上述技术方案所述的溶解性黑炭在溶解性黑炭降解水中四环素类抗生素的应用。

本发明提供了一种从污泥中制备溶解性黑炭的方法，包括以下步骤：将污泥与水混合，进行水热反应，得到污泥碳；将所述污泥碳与水混合，离心，取上层清液后，冷冻干燥，得到溶解性黑炭。本发明利用污泥中的有机成分在高温条件下炭化能够生成黑炭物质，且不同反应温度下生成的黑炭物质具有不同的芳香度和表面官能团的性质，将污泥进行水热反应，并经过一系列的后处理得到具有类腐殖酸结构的溶解性黑炭；所述溶解性黑炭中的类腐殖酸结构中的酮醌基团在光照的条件下可以被激发，吸收光子形成激发态，促使水中四环素类抗生素发生降解，以便有效的降解水中的四环素类抗生素；同时，本发明将污泥进行了资源化的回收，降低了制备溶解性黑炭的成本。

附图说明

图1为实施例1制备得到的溶解性黑炭的荧光分析谱图；

图2为实施例1制备得到的溶解性黑炭的分子量分布图；