木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料及制备方法和应用

技术特征：
1.一种木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)在搅拌条件下将木质素溶解于混合溶剂中；所述木质素包含酚羟基；2)向溶液中加入铁盐，搅拌，使金属离子与木质素的酚羟基螯合；其中，每克木质素中金属离子的添加量为2～3mmol；3)除去溶剂，将固体真空干燥，研磨，得到第一粉末；4)在惰性氛围下将第一粉末于300℃～500℃碳化1～2h，研磨，得到第二粉末；5)在惰性氛围下将第二粉末于900℃～1000℃碳化，碳化时间≥1h，得到木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂由体积百分数10％～40％的去离子水和60％～90％的有机溶剂组成；所述有机溶剂选自丙酮、四氢呋喃、甲醇和乙醇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁盐为三价铁盐。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中金属离子与木质素的反应时间≥1h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述第一粉末的平均粒径＜500μm；步骤4)所述第二粉末的平均粒径＜50μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂由体积百分数10％的去离子水和90％的有机溶剂组成；所述有机溶剂选自丙酮和/或四氢呋喃；所述铁盐选自无水氯化铁，九水合硝酸铁和硫酸铁中的至少一种；金属离子与木质素的酚羟基的螯合时间为1h；第一粉末于300℃碳化2h；第二粉末于1000℃碳化1h；所述第二粉末的平均粒径＜50μm。7.一种木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料，其特征在于，是根据权利要求1至6任一项所述的制备方法制备的。8.一种根据权利要求7所述的木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料作为水体修复剂的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在酸性条件下，所述木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料在去除废水中的有机染料污染物时能够自产过氧化氢。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料用于去除废水中浓度＜100mg/l的六价铬时，去除率为100％；所述木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料用于去除废水中的亚甲基蓝，甲基橙和刚果红时，去除率分别为100％，100％和80％。

技术总结
本发明是关于一种木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料及制备方法和应用。该方法包括：将木质素溶解于混合溶剂中；向溶液中加入铁盐搅拌，使金属离子与木质素的酚羟基螯合；除去溶剂，固体干燥研磨，得第一粉末；惰性氛围下将第一粉末于300～500℃碳化1～2h，研磨，得第二粉末；惰性氛围下将第二粉末于900～1000℃碳化≥1h，得木质素衍生碳包覆纳米零价铁复合材料。所解决的技术问题是使复合材料作为水体修复剂应用时，既能对废水中的六价铬具有优异的去除效果，又对废水中的有机染料类难以降解的物质具有极好的除去效果；同时其去除废水中的有机染料污染物时能够自产过氧化氢，极大地降低了废水处理成本，避免了对水体环境产生二次污染。二次污染。二次污染。


技术研发人员：肖领平 孙润仓 肖伟栋 翟尚儒 郭延柱 王海松
受保护的技术使用者：大连工业大学
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/10/25