一种磁性含碘生物炭的制备方法及应用

本发明涉及磁性生物炭制备，具体涉及一种磁性含碘生物炭的制备方法及应用。

背景技术：

1、生物质废弃物的不当处理不仅是资源的浪费，还可能污染环境，将废弃的生物质转化为生物炭进行应用，不仅可以实现生物质的合理处置以及资源化，还可达到“以废治废”的目的。生物炭是指在低氧环境下，以固定碳元素为目的，通过高温裂解将木材、草、玉米秸秆或动物粪便等进行碳化，产生的一类难熔、稳定、高度芳香化、富含碳素的固态物质。生物炭以其良好的理化性质，作为吸附剂被广泛应用于水污染处理。将磁性物质负载到生物炭上制备磁性生物炭，赋予生物炭磁响应特性，能有效解决吸附剂回收难、损失大等问题。

2、磁性生物炭具有含碳量高、比表面积大、可磁分离等优良特性，已成为近年来的研究热点。专利申请号为202210288178.5的中国专利公开了一种磁性生物炭纳米光催化剂的制备方法，该发明的光催化剂由磁性铁氧材料fe0x(fe3o4-fe2o3)和竹子粉末一锅法烧制而成；相互组合后形成磁性铁氧-生物炭纳米光催化剂p-n异质结构来提高材料在可见光区域的光吸收能力，增强材料的催化性能。专利申请号为201710544696.8的中国专利公开了一种磁性生物炭负载磷酸银复合光催化剂的制备及其应用，以锌盐、铁盐和生物质为原料，通过“一锅法”制备吸附性能好且易于回收的磁性生物炭，再采用原位沉淀法将ag3po4负载于磁性生物炭表面，制得负载磷酸银的新型磁性生物炭。通过异质结协同增加ag3po4的光吸收范围和强度并抑制ag3po4的光腐蚀来提高复合材料的光催化活性。专利申请号为201510939748.2的中国专利公开了一种磁性生物炭负载光催化剂的制备方法，利用水稻根热解法制备磁性生物炭，采用溶胶凝胶法制备光催化剂前驱体，再通过水热法制备得到负载有tio2活性组分的磁性生物炭负载光催化剂，将其应用为光催化氧化催化剂。现有的技术中制备磁性生物炭的工艺都较为复杂、tio2对可见光响应过低，利用太阳光作为光源进行光催化反应有待进一步提高，催化剂对水中污染物的除去率也有待提高，限制了其应用范围，因此发明一种制备工艺简单、能利用太阳光进行光催化反应、对水中污染物去除效率高、应用范围广的磁性生物炭是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提供了一种磁性含碘生物炭的制备方法及应用。解决了现有技术中制备工艺复杂，无法利用太阳光作为光源进行光催化反应、对水中污染物去除效率低、应用范围受限的问题。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、本发明的一种磁性含碘生物炭的制备方法，具体包括如下步骤：

4、s1：将农业废弃物秸秆洗净、干燥、粉碎、过筛；

5、s2：将步骤s1中过筛得到的产物用含铁有机物进行浸渍，所述浸渍时间为12-24h；

6、s3：将步骤s2中浸渍得到的产物在管式炉中热解得到磁性生物炭；

7、s4：将步骤s3制备得到的磁性生物炭加入碘的乙醇溶液中搅拌均匀，再装入内衬聚四氟乙烯的反应釜中进行溶剂热反应；

8、s5：反应结束后用去离子水和无水乙醇分别洗涤2次，真空干燥过夜即得磁性含碘生物炭。

9、进一步地，所述步骤s1中在80℃下干燥过夜，过筛目数为100目。

10、进一步地，所述步骤s2中含铁有机物与农业废弃物的质量比为0.5-3:1，所述含铁有机物为柠檬酸铁铵、柠檬酸铁、二茂铁等。

11、进一步地，所述步骤s3中热解温度为600-800℃，热解时间为2-4h。

12、进一步地，所述步骤s4中碘与磁性生物炭的质量比为0.5-3:1，所述溶剂热反应温度为160-200℃，反应时间为3-6h。

13、一种磁性含碘生物炭的应用，本发明方法制备的磁性含碘生物炭可用于吸附剂或光催化剂。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果：

15、本发明以废弃的农业生物质为碳源，通过热解和溶剂热法制备得到磁性含碘生物炭，本发明的制备方法简单，将本发明制备得到的磁性含碘生物炭用作吸附剂和光催化剂去净化水质，降解水中的染料罗丹明b，其降解率可高达94.71%。采用本发明方法制备磁性含碘生物炭能够使农业废弃物得到有效利用，且其在使用之后能在外磁场的作用下进行迅速回收并重复使用，避免了纳米粒子颗粒可能造成的二次污染。本发明制备工艺简单并能够进行大规模的生产。

技术特征：

1.一种磁性含碘生物炭的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磁性含碘生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中在80℃下干燥过夜，过筛目数为100目。

3.根据权利要求1所述的一种磁性含碘生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中含铁有机物与农业废弃物的质量比为0.5-3:1，所述含铁有机物为柠檬酸铁铵、柠檬酸铁、二茂铁。

4.根据权利要求1所述的一种磁性含碘生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中热解温度为600-800℃，热解时间为2-4h。

5.根据权利要求1所述的一种磁性含碘生物炭的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中碘与磁性生物炭的质量比为0.5-3:1，所述溶剂热反应温度为160-200℃，反应时间为3-6h。

6.一种根据权利要求1-5所述的一种磁性含碘生物炭的应用，其特征在于：所述磁性含碘生物炭用于吸附剂或光催化剂。

技术总结
本发明涉及磁性生物炭制备技术领域，具体公开了一种磁性含碘生物炭的制备方法及应用，通过将农业废弃物洗净、干燥、粉碎、过筛、用含铁有机物进行浸渍，再将其在管式炉中热解；最后加入碘的乙醇溶液在反应釜中进行溶剂热反应；洗涤干燥后即得磁性含碘生物炭。本发明以废弃的农业生物质为碳源，通过热解和溶剂热法制备得到磁性含碘生物炭，将制备得到的磁性含碘生物炭用作吸附剂和光催化剂降解水中的染料罗丹明B，其降解率可高达94.71%。采用本发明方法制备磁性含碘生物炭能够使农业废弃物得到有效利用，且其在使用之后能在外磁场的作用下进行迅速回收并重复使用，避免了纳米粒子颗粒可能造成的二次污染，本发明制备工艺简单且能进行大规模的生产。

技术研发人员：王俊宏,张影星,张洁兰,莫凤敏,田光辉,季晓晖
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12