[发明专利]生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：

(1)将生物质原料先用去离子水洗涤至中性，再浸泡10-14h后取出，然后在80～105℃干燥3-5h，粉碎，过100目筛；将天然含铁矿物在105-120℃干燥5～8h，过200目筛；

(2)取生物质原料2～8质量份和天然含铁矿物0.3～2质量份，在50～200质量份去离子水中混合，机械搅拌3～6h，然后过滤后于80～105℃真空干燥箱中干燥5-8h，再放入在氮气保护下的气氛管式炉中，升温至450-550℃高温热解2-4h，冷却至室温后过200目筛制得生物炭负载天然含铁矿物材料；

(3)将上述获得的生物炭负载天然含铁矿物材料放入碱化剂中超声震荡浸渍1～3h，然后过滤后在80～105℃真空干燥5-8h，再在氮气保护下在气氛管式炉中升温至300-500℃后高温热解2-4h，冷却至室温后过200目筛制得生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生物质原料为秸秆、茶叶渣、木屑中的一种或多种；所述天然含铁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿中的一种或两种，碱化剂为KOH水溶液、NaOH水溶液或Na₂CO₃水溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(3)中气氛管式炉的升温速率为5-10℃/min，氮气进气流量为0.25-0.5L/min；在气氛管式炉进行高温热解之前的升温阶段之前先通入20-30min的N₂。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，机械搅拌速率为180～250r/min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，碱化剂的溶液浓度为1～3mol/L。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，生物炭负载天然含铁矿物材料与碱化剂的质量体积比为1:20-40。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中超声震荡频率为30～50KHz。

8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂，其特征在于，所述生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂对Pb的吸附容量为1-90mg/g，对Zn的吸附容量为1-50mg/g。

9.一种含重金属废水的治理方法，其特征在于，将采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂或如权利要求8所述的生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂加入到含重金属废水中，机械搅拌24～48h，用磁铁回收已吸附重金属的该生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂。

10.如权利要求9所述的含重金属废水的治理方法，其特征在于，所述生物炭负载天然含铁矿物磁性吸附剂添加量到含重金属废水中的添加量为1～3g/L，搅拌速率为120～150r/min。