球磨改性生物炭负载零价铁复合材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种球磨改性生物炭负载零价铁复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将生物炭原料通过热解碳化法，制备原始生物炭；将原始生物炭用酸溶液浸泡改性后，制备成改性生物炭；将改性生物炭与零价铁进行球磨，制备形成球磨改性生物炭负载零价铁复合材料；所述方法具体包括如下步骤：(1)将生物炭原料在马弗炉中限氧控温热解碳化，获得原始生物炭；(2)将所述步骤(1)获得的原始生物炭研磨后用酸溶液浸泡搅拌改性，获得酸溶液浸泡的原始生物炭；(3)将所述步骤(2)获得的酸溶液浸泡的原始生物炭进行抽滤、洗涤至中性，然后干燥至质量恒重，得到改性生物炭；(4)在惰性气体的保护下，将所述步骤(3)获得的改性生物炭与零价铁按一定比例进行球磨，得到所述球磨改性生物炭负载零价铁复合材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)前，还包括对原材料的预处理：将生物炭原料洗净干燥，用粉碎机进行粉碎。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生物炭原料选自农林业废弃物中的小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆、松木粉中的一种或多种；生物炭原料洗净后的所述干燥温度为80-105℃；所述干燥时间为18-24h；粉碎后过筛。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解碳化的升温速率为5-20℃/min；所述热解碳化温度为500-900℃；所述热解碳化保留时间为1-2h。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸溶液选用盐酸、硫酸、硝酸溶液中的一种或多种；所述酸溶液浓度为1-2.5mol/l；所述原始生物炭粉末与所述酸溶液的质量体积比为1g:20ml至1g:40ml；所述改性搅拌参数为：搅拌速率为300-500r/min，改性搅拌时间为6-24h。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥温度为80-105℃；所述干燥时间为24h以上，干燥至质量为恒重。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述惰性气体为高纯氮气或氦气的一种或多种；将惰性气体通入球磨罐中排除空气，然后添加改性生物炭和零价铁。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述改性生物炭与零价铁粉末的质量比为2:1至100:1；所述球磨为通过行星球磨机进行球磨；所述球磨时间为2-8h；所述球磨转速为200-350r/min。9.如权利要求1-8所述的方法制备获得的球磨改性生物炭负载零价铁复合材料。10.一种利用如权利要求9所述的球磨改性生物炭负载零价铁复合材料去除水中硝基苯的方法，其特征在于，所述方法为：将所述球磨改性生物炭负载零价铁复合材料投入到含有硝基苯的水中，进行静态吸附24h以上，所述球磨改性生物炭负载零价铁复合材料与硝基苯的质量比为(5-50):1；之后，通过抽滤去除处理后的复合材料。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述去除水中硝基苯的方法为：将所述球磨改性生物炭负载零价铁复合材料投入含有硝基苯的水中，置于摇床中以150-250r/min的转速振荡24h-72h进行静态吸附；将静态吸附后的溶液抽滤，移除吸附后的复合材料。

技术总结
本发明公开了一种球磨改性生物炭负载零价铁复合材料及其制备方法和应用。该复合材料的制备方法为：将生物炭原料利用热解碳化法制备原始生物炭，并将原始生物炭进行酸溶液浸泡改性，经充分搅拌接触后，用超纯水洗涤至pH中性，抽滤，烘干，制成改性生物炭；将改性生物炭与零价铁进行球磨，制备合成球磨改性生物炭负载零价铁复合材料。该复合材料用于去除水中硝基苯的方法是将复合材料投入到含硝基苯的水中静态吸附24h以上。本发明制备的复合材料具有较高的比表面积，可有效负载零价铁，对水中硝基苯具有更好的吸附和去除效果；硝基苯可以被改性生物炭吸附和负载的零价铁还原，提高了水中硝基苯的去除效率，具有易操作、高效、绿色等特点。等特点。等特点。


技术研发人员：徐佳成 陆海楠 杨洁 黄沈发 郭琳 陈窈君 张施阳
受保护的技术使用者：上海市环境科学研究院
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/7/29