[发明专利]纳米零价铁碳陶粒及其制备方法和在处理废水中的应用

权利要求书

1.一种纳米零价铁碳陶粒，其特征在于，包括主料和辅料；

所述主料包括以下质量百分比的原料：0-35％碳源，20-50％载体，30％-70％纳米零价铁；

所述辅料包括粘合剂和造孔剂；

所述粘合剂的质量是主料总质量的1-5％；

所述造孔剂的质量是主料总质量的1-5％。

2.根据权利要求1所述的一种纳米零价铁碳陶粒，其特征在于，碳源为生物炭、活性炭、焦炭中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种纳米零价铁碳陶粒，其特征在于，粘结剂为羟甲基纤维素、壳聚糖、环氧树脂、聚氧化乙烯中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米零价铁碳陶粒，其特征在于，造孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵、淀粉、聚甲基丙烯酸酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种纳米零价铁碳陶粒，其特征在于，载体为高岭土、蒙脱石、膨润土、二氧化钛、二氧化硅、凹凸棒石中的一种。

6.一种权利要求1-5任一项所述的纳米零价铁碳陶粒的制备方法，其特征在于，所述纳米零价铁碳陶粒按照以下步骤制备：

步骤1、按质量分数称取主料，包括0-35％碳源，20-50％载体；辅料包括粘合剂，造孔剂；粘合剂的质量是主料总质量的1-5％；造孔剂的质量是主料总质量的1-5％；

步骤2、将FeSO₄·7H₂O溶于乙醇中，得到FeSO₄·7H₂O溶液，再加入碳源和载体，得到混合溶液，向混合溶液通入惰性气体，在加入KBH₄溶液，发生液相还原反应，反应完成后过滤、洗涤得到混合物A；所述混合物A中纳米零价铁的质量通过化学方程式FeSO₄+2KBH₄+6H₂O→Fe↓+2B(OH)₃+7H₂↑计算得到；

步骤3、向混合物A中加入造孔剂和粘结剂，制备得到混合物B，将混合物B通过真空挤出成型，在惰性气体气氛下进行干燥，干燥后进行焙烧，得到纳米零价铁碳陶粒。

7.根据权利要求6所述的一种纳米零价铁碳陶粒的制备方法，其特征在于，步骤2中，FeSO₄·7H₂O溶液的浓度为0.5mol/L，纳米零价铁与碳源的质量比为2-8:1。

8.根据权利要求6所述的一种纳米零价铁碳陶粒的制备方法，其特征在于，步骤2中，惰性气体的通入时间为20-30min，惰性气体流速为0.04-0.06m³/h；

KBH₄溶液与混合溶液的体积为1:1，KBH₄溶液的浓度为1mol/L，KBH₄溶液的滴加速度为1-2滴/秒。

9.根据权利要求6所述的一种纳米零价铁碳陶粒的制备方法，其特征在于，步骤3中，焙烧温度为400-1000℃，升温速率为5-10℃·min^-1；保温时间为0.5-4h。

10.一种权利要求1-5任一项所述的纳米零价铁碳陶粒在处理废水中的应用。