本技术属于生物质利用技术领域,具体涉及一种快速热解活化制备富氮/铁氧化物的磁性生物炭工艺及其高效吸附苯酚方法。该方法以生物质为原料,经粉碎、清洗、干燥后,使用三氯化铁溶液浸渍,低温干燥制得含铁前驱体,随后在氨气气氛下快速热解生成富氮/铁氧化物的磁性生物炭,其具有发达的孔隙结构及负载氧化铁和四氧化三铁颗粒。该吸附剂制备周期短、能耗低、效率高,通过优化热解条件进一步提升了比表面积和表面官能团分布,从而显著增强对苯酚的吸附速率和容量。本发明制备的铁氮共掺杂生物炭低成本、高效、可再生,并为有机污染物治理提供了新路径,实现生物质废弃物的高值利用和水体污染的经济治理。
背景技术
在工业化进程当中人为废水的产生,导致了水生环境持久的恶化。在这些废水中很大一部分为水溶性和挥发性有机物。苯酚是在化石能源、农业、精细化工等领域中的废水中的非常常见的可溶性有机污染物。它能够在生物体内积蓄,并且具有导致人类畸形和癌症的危害。因其较高的生物危害性和持久性,很难去除废水中的苯酚污染物。因此从废水中去除苯酚成为了一个巨大的挑战。已经有包括离子交换、萃取、光催化降解、电催化氧化等方式去除水中苯酚。金属有机框架、粘土、沸石等也已经被用作吸附剂来去除苯酚。吸附剂大多制备价格高昂,对苯酚的吸附能力不能够让人满意。因此,很有必要研究提高生物炭理化性质的办法,从而提高其对苯酚的吸附能力与速度。
通过原始热解的方法得到的生物炭吸附效果不好,需要通过负载其他元素来提高吸附性能。富氮/铁氧化物的磁性生物炭制备在同时负载铁和氮元素上有难度,受着许多工艺流程和参数的影响,且部分制备过程使用的试剂成本昂贵。目前还没有人研究不同制备Fe-N共掺杂生物炭以及后处理方式对于苯酚的吸附水平的对比亟需探究一种快速热解活化制备富氮/铁氧化物的磁性生物炭工艺及其高效吸附苯酚方法,满足操作简便、成本低廉、且能高效地制备高性能吸附剂的要求。
实现思路