解，形成一些小分子物质，降低了亚甲基蓝的浓度。本发明的活性炭具有吸附能力强、吸附效率高、易于回收再生、可重复使用、制备方法简便、成本低廉等优点。
[0029]与现有技术中的活性炭相比，本发明的Fe掺杂活性炭对染料的吸附速率更快，吸附能力更加显著。同时，本发明的Fe掺杂核桃壳活性炭对一些染料废水包括亚甲基蓝、甲基橙、甲基红、孔雀石绿等都具有显著的吸附效果，尤其对浓度低于500mg/L的亚甲基蓝、甲基橙、甲基红、孔雀石绿等，对亚甲基蓝的最大吸附量为531.08mg/g，对其他染料包括甲基橙、孔雀石绿、甲基红的吸附量也分别超过500mg/g，具有优异的效果。本发明处理过染料废水的Fe掺杂核桃壳活性炭，经外加磁铁收集，乙醇洗涤，高温烧结实现再生，可循环用于处理染料废水，大大降低了染料废水的处理成本。
[0030]本发明的Fe掺杂核桃壳活性炭是以废弃的核桃壳为原料，通过将废弃的核桃壳进行一系列处理后，得到Fe掺杂核桃壳活性炭，实现了对农业废弃物的资源化利用。
[0031]本发明先以酸液浸渍核桃壳粉末，可以溶解核桃壳里部分纤维素和一些金属盐、灰分，有利于核桃壳的软化和纤维素的释放;后将处理过的核桃壳浸渍于无机盐溶液中，通过生物吸附作用将无机盐牢固的负载在核桃壳粉末表面;然后进行热解处理，即可得到Fe掺杂的核桃壳生物炭;再以氢氧化钾溶液活化有利于获得高比面积的核桃壳活性炭，具有方法简便，操作性强，成本低廉，不会造成二次污染，实现了对农业废弃物的资源化利用的优点。
【附图说明】
[0032]图1为本发明实施例1中Fe掺杂核桃壳活性炭的微观形貌图。
[0033]图2为本发明对比例I中核桃壳活性炭的微观形貌图。
[0034]图3为本发明实施例1中Fe掺杂核桃壳活性炭的元素分析图。
[0035]图4为本发明实施例1中Fe掺杂核桃壳活性炭的他吸附-脱附曲线图。
[0036]图5为本发明实施例1中Fe掺杂核桃壳活性炭对亚甲基蓝的吸附动力曲线。
【具体实施方式】
[0037]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0038]在下列的实施例中，活性炭的吸附能力由以下公式所定义:
[0039]qe= (C0-Ce )V/m
[0040]qt= (C0-Ct )V/m
[0041]移除率(％)= [(Co-Ce)/Co]*100
[0042]qe、qt分别为平衡吸附量、t时刻对应吸附量，C。、Ce、Ct分别为染料溶液(含亚甲基蓝、甲基橙、甲基红或孔雀石绿)的初始浓度、平衡浓度和t时刻对应浓度，V为染料溶液的体积，m为加入的吸附剂的质量。
[0043]以下实施例中所采用的材料、药品、仪器和设备均为市售。
[0044]实施例1
[0045]—种Fe掺杂核桃壳活性炭的制备方法，包括以下步骤:
[0046](I)酸液处理:将核桃壳研磨过筛，取大于100目核桃壳粉末，于110°C下干燥24h。将干燥后的核桃壳粉末，称量5g，加入到质量分数均为5%的盐酸和氢氟酸混合溶液中，250C水浴加热，磁力搅拌，转速为260rpm/min，搅拌2h进行洗涤后，抽滤至滤液为中性。将滤饼置于电热鼓风干燥箱中于120°C下干燥12h，得到核桃壳酸洗产物。
[0047](2)无机盐处理:取2g核桃壳酸洗产物，加入到200mL的10mmol/L的硫酸亚铁铵溶液中，25°C水浴加热，在转速为260rpm/min下磁力搅拌12h后，将所得混合液旋转蒸发，在800C下旋蒸40min，转速为40rpm/min。收集固体，即得无机盐-核桃壳混合物。
[0048](3)热解处理:将上述所得无机盐-核桃壳混合物置于管式电阻炉中，以lOOmL/min的流速通入氮气5min以排尽管内空气，然后在氮气气氛下，以5°C/min的速率从室温升至600°C，保温30min后，停止加热，继续通入氮气随炉冷却至室温，得到Fe掺杂核桃壳热解产物。
[0049](4)活化处理:按质量比1:1将配制的6mol/L的氢氧化钾溶液逐滴加入到Fe掺杂核桃壳热解产物中，边搅拌边滴加，25 0C水浴加热，磁力搅拌，转速为260rpm/min，2h后将所得混合物转移至干燥皿，60°C干燥12h后，研磨，得到Fe掺杂核桃壳活性产物。
[0050](5)高温热处理:将Fe掺杂核桃壳活性产物置于管式电阻炉中，先以100mL/min流速通入氮气，5min后以5 °C/min的升温速率从室温升至800 V，保持2h后，停止加热，继续通入氮气随炉冷却至室温。将所得固体抽滤至滤液为中性，120°C干燥5h后，得到Fe掺杂核桃壳活性炭。
[0051 ]上述方法制得的Fe掺杂核桃壳活性炭中Fe的含量为2.15% (wt% )，比表面积为1779.31m2/g。
[0052]对比例I
[0053]本对比例的核桃壳活性炭的制备方法，包括以下步骤:
[0054]制备步骤与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例经过步骤(I)酸液处理的核桃壳酸洗产物，没有经步骤(2)无机盐处理，直接进行步骤(3)热解反应。即将步骤(I)所得样品不经过步骤(2)便直接进行步骤(3)，其余步骤与实施例1相同。结果表明，所制得的核桃壳活性炭比表面积为1234.92m2/g。
[0055]如图3所示，是采用核桃壳为原料，实施例1制备的活性炭中各元素含量分布图。通过实验结果和表征结果可知，本实施例1中制得的Fe掺杂核桃壳活性炭Fe含量为2.15%(wt%)，具有一定磁性，Imin内对550mg/L的亚甲基蓝溶液移除率即高达93.56%，lh内完全移除。同时，对其他高浓度的染料也具有显著的吸附效果。这充分表明本发明的Fe掺杂核桃壳活性炭对染料废水具有快速、高效的移除作用，同时易于回收再生，循环使用。
[0056]用反射场扫描电镜观察实施例1制得的Fe掺杂核桃壳活性炭和对比例I制得的核桃壳活性炭的微观形态，分别如图1、2所示。由图1可观察，本发明的Fe掺杂核桃壳活性炭表面凹凸不平，存在大量的孔道，并且延伸至材料内部。根据图4犯吸附-脱附曲线可知，Fe掺杂核桃壳活性炭内部存在大量微孔和介孔，为染料分子的吸附提供了充足的场所。图2显示，未掺杂Fe的核桃壳活性炭表面也凹凸不平，存在一些孔道，但空隙结构不发达，并且仅仅存在于表面，不能提供足够的孔道吸附高浓度染料分子。
[0057]将对比例I制得的核桃壳活性炭按照与实施例2相同条件下对10mg/!?600mg/L的亚甲基蓝溶液进行吸附。结果表明，经过未掺杂Fe核桃壳活性炭的吸附，在2h内300mg/L亚甲基蓝溶液变为澄清。
[0058]本发明的Fe掺杂核桃壳活性炭在处理染料废水(以亚甲基蓝溶液为例)中的应用(即吸附的测试)，该Fe掺杂核桃壳活性炭为实施例1中制备的Fe掺杂核桃壳活性炭，应用方法包括以下步骤:
[0059]吸附动力测定:取550mg/L的亚甲基蓝溶液加入50mL小试管中，将小试管置于水浴锅中，25°C预热5min，然后取0.0150g实施例1中制备的Fe掺杂核桃壳活性炭加入到小试管中，磁力搅拌，转速稳定为260rpm/min，保持水浴温度25°C。分别在lmin、5min、lOmin、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min、180min、240min、1440min 时，取上层液离心后测亚甲基蓝溶液浓度，结果如图5所示。
[0060]由图5所示结果表明，Fe掺杂核桃壳活性炭对亚甲基蓝溶液具有强烈吸附作用。当亚甲基蓝溶液浓度达到531.08mg/L时，吸附达到最大饱和值。吸附动力测定