阅读说明：本技术 一种磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用 (A kind of magnetism luffa charcoal and its preparation method and application ) 是由 *** 夏东升 孙磊 李东亚 徐海明 袁向娟 李光勇 彭志群 黄河 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用,属于废水治理领域,本发明实施例提供的一种磁性丝瓜络生物炭的制备方法,包括：获得丝瓜络；将所述丝瓜络置于氯化铁溶液中浸泡,过滤并干燥；将所述干燥后的丝瓜络通过高温负载法,获得磁性丝瓜络生物炭。(The present invention relates to a kind of magnetic luffa charcoals and its preparation method and application, belong to waste water treatment field, a kind of preparation method of magnetic luffa charcoal provided in an embodiment of the present invention, comprising: obtain luffa；The luffa is placed in ferric chloride solution and is impregnated, filter and is dried；By the luffa after the drying by high temperature load method, magnetic luffa charcoal is obtained.)

一种磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于废水治理领域，具体涉及一种磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展，各种工业废水的排放给水环境带来了严重污染。我国是一个现代纺织大国，在纺织生产过程中产生的印染废水一直是工业废水的重要污染源之一。印染废水中含有大量复杂的有机物，使得印染废水不仅色度高，且难以被降解，其未经处理或者不达标排放不仅对水体造成严重污染，对人们的生活健康也造成了严重危害。因而需对印染废水进行有效处理。

目前印染废水的主要技术有吸附法、混凝沉淀法、催化法、膜分离法、电化学法等，这些技术各有各的优点和缺点，应用到复杂多变的污水处理过程中也有一定的局限性，部分方法还因成本太高而无法大规模应用。这些方法中一种较为经济实用的方法是吸附法，它操作简单、经济，适合实际应用。吸附材料中的活性炭能对多种废水中的物质进行吸附，处理效果较好。近年来新兴的生物炭材料吸附能力强，具有发达的空隙结构和较高的比表面积。生物炭材料来源广泛，结构多样，使得它在废水处理上具有更广阔的应用前景。

丝瓜是一种生活中常见的植物，成熟后形成纤维素十分丰富的丝瓜络。丝瓜络主要由纤维素(82.4％)、木质素(11.2％)、灰分(0.4％)等组成，具有独特的多孔性物理结构和优良的机械强度，具有韧性强、耐酸碱性能好等优点。丝瓜络是一种可再生资源，具有价廉、可降解等特点，利用丝瓜络制备生物炭，因其自身孔结构丰富，制成的生物炭性能优异。与其他生物炭相比具有一定的优势，应用到废水处理具有更好的性能。

单一用丝瓜络纤维素制成的生物炭吸附材料仍有不足之处，如专利CN104561636A所述的一种基于丝瓜络制备的多孔块状磁性金属及其制备方法所制备的磁性丝瓜络金属吸附剂需在450～900℃高温煅烧，并需在氮气/氢气气氛中还原金属氧化物，其制备方法耗能较高，制备过程复杂。专利CN107456954A所述的一种改性多孔磁性丝瓜络复合微球的制备方法中，复合微球制备所需化学试剂种类多，操作繁琐，处理过程难度较大。专利CN105642245A所述的一种磁性蛋清/丝瓜络吸附材料的制备方法中需要用桑叶、枇杷叶及银杏叶制备树叶浸取液，所需原料不宜大量获取，且蛋清的成本相对较高。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用。

本发明实施例提供一种磁性丝瓜络生物炭的制备方法，包括：

获得丝瓜络；

将所述丝瓜络置于氯化铁溶液中浸泡，过滤并干燥；

将所述干燥后的丝瓜络通过高温负载法，获得磁性丝瓜络生物炭。

进一步的，所述获得丝瓜络包括：选取成熟干燥的丝瓜瓤，去籽后粉碎，过筛，获得丝瓜络。

进一步的，所述过筛目数≤80目。

进一步的，所述氯化铁溶液浓度为0.1-30g/L。

进一步的，所述浸泡时间为10-12小时。

进一步的，所述将所述干燥后的丝瓜络通过高温负载法，获得磁性丝瓜络生物炭包括：

将所述干燥后的丝瓜络于300-500℃温度下煅烧60-80min，自然冷却，获得磁性丝瓜络生物炭。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种通过磁性丝瓜络生物炭的制备方法制备得到的磁性丝瓜络生物炭。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种磁性丝瓜络生物炭在水处理中的应用。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

(1)本发明实施例提供的丝瓜络材料来源广泛，自身物理性能优异，是一种可再生的绿色环保材料；

(2)本发明实施例提供的磁性丝瓜络生物炭制备方法简单、无污染，是一种绿色环保吸附剂，对亚甲基蓝等染料具有优异的吸附性能；

(3)本发明实施例提供的磁性丝瓜络生物炭在连续多次使用后仍具有一定的吸附性能，可反复循环使用，大大节省经济成本；

(4)本发明实施例提供的磁性丝瓜络生物炭材料结构稳定，可用于多种环境水体的净化处理，具有广阔的应用前景。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例1制备的磁性丝瓜络生物炭的扫描电镜图；

图2是本发明实施例2磁性丝瓜络生物炭对亚甲基蓝的吸附效果；

图3是本发明实施例3不同浓度FeCl3浸渍处理后的磁性丝瓜络生物炭对亚甲基蓝的吸附；

图4为本发明实施例4制备磁性丝瓜络生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请提供的磁性丝瓜络生物炭以丝瓜络纤维素为载体，通过溶液浸渍法将三价铁离子负载到丝瓜络纤维素上，然后将负载的铁离子在高温下氧化成Fe304磁性颗粒，得到磁性丝瓜络生物炭。该磁性丝瓜络生物炭对亚甲基蓝等染料具有较强的吸附效果，可以反复使用；此外，该磁性丝瓜络生物炭制作简便，制作过程无污染，结构简单稳定，是一种绿色环保吸附剂，可广泛应用于对染料废水中有机染料的吸附。

下面将结合具体实施例对本申请的磁性丝瓜络生物炭及其制备方法和应用进行详细说明。

本发明所使用的试剂和原料如表1所示：

表1

试剂名称	分子式	规格	生产厂家
				丝瓜络	-	-	田地采摘
无水氯化铁	FeCl<sub>3</sub>	化学纯	武汉国药集团有限公司

本发明所使用的仪器：

粉碎机(CS-700，武义海纳电器有限公司)

马弗炉(SX2-4-10N，上海一恒科技有限公司)

恒温震荡箱(DHZ，上海精锐有限公司)

扫描电子显微镜(SEM，Quanta430，USA)

紫外可见分光光度计(UV-8000S紫外可见分光光度计，上海元析科技有限公司)

实施例1

称取0.3g丝瓜络，放入100mL 0.5g/L的FeCl₃溶液中震荡4小时，在300℃下煅烧1小时，冷却后取出，称取煅烧后磁性丝瓜络生物炭0.01g，加入到50mL 10mg/L亚甲基蓝中，放置于恒温摇床下吸附量可达49mg/g。制备的磁性丝瓜络生物炭扫描电镜如图1所示。

实施例2

分别称取0.2g丝瓜络，放入100mL 1g/L的FeCl₃溶液中震荡4小时，在300℃下煅烧1小时得到磁性丝瓜络生物炭，将其加入到10mL透明玻璃瓶中，再分别加入10mL 10mg/L亚甲基蓝，放置于恒温摇床于25℃、150rpm下吸附，吸附前后溶液颜色变化如图2所示。

实施例3

取0.1g丝瓜络，设置FeCl₃溶液负载浓度的梯度分别为0.1、0.5、1、2、3、5、10、20、30g/L，用100mL溶液处理后在300℃下煅烧1小时，冷却后取出，称取煅烧后磁性生物炭0.01g吸附50mL 10mg/L亚甲基蓝，放置于恒温摇床在25℃、150rpm下吸附10小时后测量溶液吸光度，并计算吸附量。所得的不同浓度FeCl₃溶液处理后的丝瓜络纤维素经初步煅烧和吸附亚甲基蓝实验数据如图3所示。实验发现本发明采用5g/L氯化铁溶液负载得到的磁性生物炭具有最佳的吸附效果。

实施例4

取0.3g丝瓜络，设置FeCl₃溶液负载浓度为0.5g/L，用100mL溶液处理，在300℃下煅烧1小时，冷却后取出，称取煅烧后磁性生物炭0.01g分别置于50mL 5mg/L、10mg/L、15mg/L亚甲基蓝溶液中，放置于恒温摇床于25℃、150rpm下震荡，不同时间段测量溶液吸光度计算吸附量。所得的磁性丝瓜络生物炭对不同浓度亚甲基蓝吸附的动力学如图4所示。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。