【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及廢水，更具體地，涉及一種磁性生物炭復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、輸變電工程基地開挖使用的機械設備在沖洗過程中產生的廢水富含高濃度懸浮物以及高濃度油脂，具有水質成分復雜、化學需氧量及生化需氧量高、油水分離性差以及處理規模大等特性，若直接排放將影響水質，進而對生態環境產生不利影響。為保證輸變電工程順利開展，研發經濟、高效、綠色且同步控制高濃度懸浮物及油類的污水處理技術是輸變電工程的重中之重。
2、目前針對懸浮物及油污污染廢水方法很多，機械沖洗設備所產生的含油廢水及懸浮物總量也更多且成分更加復雜、難以去除，傳統的處理方法已經不能很好地達到處理效果。吸附法作為比較成熟的廢水處理方法，可利用吸附劑表面的孔隙結構對水中的各類污染物進行物理吸附、化學吸附從而達到分離效果。但吸附劑的種類繁多，處理廢水時單一的吸附劑并不能同時去除水體懸浮物以及油污，比如：生物炭的表面帶有大量的電荷、內部多孔隙，且表面還帶有豐富的官能團，所以具有很好的吸附性能，廣泛應用于水處理領域，但是其單獨用于吸附輸變電工程廢水油污方面及懸浮物時效果并不理想。
3、因此，對生物炭進行改性而開發一種對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物具有較好吸附效果的磁性生物炭復合材料的制備方法，是具有重要意義的。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決現有技術中生物炭對輸變電工程廢水中油污和懸浮物的吸附效果不理想的問題，而提供一種磁性生物炭復合材料及其制備方法和應用。
2、為實現上述
3、第一方面，本專利技術提供了一種磁性生物炭復合材料的制備方法，包括如下步驟：
4、s1.用堿處理硅藻土，得到堿浸硅藻土；
5、s2.混合生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸，加熱反應，得到生物炭復合材料；
6、s3.對生物炭復合材料進行熱解處理，即得磁性生物炭復合材料；
7、其中，步驟s2中，所述生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸的比例為(5-10)g:(3.0-3.5)g:(1.5-2)mol:(1.5-2)mol:(1.5-2)mol。
8、本專利技術通過特定用量的生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸對生物炭進行改性，使合成的磁性生物炭復合材料具有較低的親水性、較高的孔隙率以及大量的吸附位點，對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物具有很好的吸附效果。
9、具體地，亞鐵鹽、鐵鹽會合成三氧化二鐵和具有磁性的四氧化三鐵，不僅有利于從輸變電工程廢水中回收磁性生物炭復合材料，其還能夠增強磁性生物炭復合材料對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物的吸附效果。
10、在生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸體系中，磷酸能夠跟生物炭、堿浸硅藻土中的金屬離子等形成磷酸鹽，在生物炭、堿浸硅藻土的表面和內部形成大量的活性位點，并有助于體系在進行熱解處理時腐蝕生物炭和堿浸硅藻土的結構，從而形成孔洞，提高磁性生物炭復合材料的孔隙率，因此，有利于增強磁性生物炭復合材料對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物的吸附效果。
11、此外，生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸通過熱解處理得到磁性生物炭復合材料具有較低的親水性，較高的親油性，對油污具有很好的吸附效果，且吸附速度快。
12、優選地，步驟s1中，所述堿為naoh、koh、氨水中的至少一種。
13、優選地，所述步驟s1具體為：用堿浸泡硅藻土，并攪拌，得到堿浸硅藻土。
14、更為優選地，所述堿的濃度為0.5-2mol/l；所述攪拌的時間為6-12h。
15、優選地，步驟s2中，亞鐵鹽和鐵鹽摩爾比為1:1。
16、優選地，步驟s2中，所述生物炭的制備方法為：對生物碳酸鈣材料進行熱解處理，得到生物炭；所述生物碳酸鈣材料為蟹殼和/或蝦殼。
17、更為優選地，所述熱解處理的溫度為450-600℃，時間為2-3h。
18、更為優選地，所述熱解處理在惰性氣體的保護氛圍下進行；具體地，所述惰性氣體為氮氣、氬氣中的至少一種。
19、本專利技術選擇利用蟹殼和/或蝦殼來制備生物炭材料，能夠充分利用生物廢棄物蟹殼和/或蝦殼，使其得到資源化利用，具有經濟環保、低成本等優點。
20、優選地，步驟s2中，所述亞鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵(二氯化鐵)、硝酸亞鐵、氫氧化亞鐵中的至少一種。
21、優選地，步驟s2中，所述鐵鹽為硫酸鐵、氯化鐵(三氯化鐵)、硝酸鐵、氫氧化鐵中的至少一種。
22、優選地，步驟s2中，所述混合生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸的攪拌時間為30-60min。
23、優選地，步驟s2中，所述混合生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸后，用堿調節體系ph為5-9。
24、更為優選地，所述用堿調節體系ph時，需在25-50℃下進行。
25、優選地，步驟s2中，所述加熱反應的溫度為80-100℃，時間為0.5-1.5h。
26、優選地，步驟s3中，所述熱解處理的溫度為200-400℃。
27、更為優選地，步驟s3中，所述熱解處理的溫度為250-350℃。
28、本專利技術之所以在200-400℃的熱解處理溫度，是因為當溫度＜200℃時，不利于亞鐵鹽、鐵鹽合成三氧化二鐵和具有磁性的四氧化三鐵，也會使磷酸較難發揮作用而不利于形成孔洞，從而提高磁性生物炭復合材料的親水性和降低磁性生物炭復合材料的孔隙率以及吸附位點數目；而溫度＞400℃時，容易導致生物炭發生大量分解和堿浸硅藻土的結構受到嚴重破壞，從而提高磁性生物炭復合材料的親水性和降低磁性生物炭復合材料的孔隙率以及吸附位點數目；即當熱處理溫度為200-400℃能夠更進一步地提高磁性生物炭復合材料對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物的吸附效果。
29、第二方面，本專利技術提供了一種磁性生物炭復合材料，其由上述制備方法制備得到。
30、第三方面，本專利技術提供了一種磁性生物炭復合材料在廢水處理中的應用。
31、第四方面，本專利技術提供了一種廢水處理方法，包括：
32、在廢水中加入磁性生物炭復合材料進行吸附處理。
33、優選地，所述廢水為輸變電工程廢水，含有油污和懸浮物。
34、優選地，所述磁性生物炭復合材料和廢水的固液比為(0.1-0.5)g:100ml。
35、優選地，所述吸附處理的溫度為20-45℃，時間≥20min，具體可為20-180min。
36、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
37、本專利技術通過特定用量的生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸對生物炭進行改性，使合成的磁性生物炭復合材料具有較低的親水性、較高的孔隙率以及大量的吸附位點，對輸變電工程廢水中的油污和懸浮物具有很好的吸附效果。
38、本專利技術通過控制生物炭、堿浸硅藻土、亞鐵鹽、鐵鹽和磷酸的熱處理溫度為20本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述熱解處理的溫度為200-400℃。
3.如權利要求2所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述熱解處理的溫度為250-350℃。
4.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：用堿浸泡硅藻土，并攪拌，得到堿浸硅藻土。
5.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述生物炭的制備方法為：對生物碳酸鈣材料進行熱解處理，得到生物炭；所述生物碳酸鈣材料為蟹殼和/或蝦殼。
6.如權利要求5所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步所述熱解處理的溫度為450-600℃，時間為2-3h。
7.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，如下(1)-(4)中至少一項：
8.一種磁性生物炭復合材料，其特征在于，由權利要求1-7任一所述制備方法制備得到。
9.
10.一種廢水處理方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述熱解處理的溫度為200-400℃。
3.如權利要求2所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述熱解處理的溫度為250-350℃。
4.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟s1具體為：用堿浸泡硅藻土，并攪拌，得到堿浸硅藻土。
5.如權利要求1所述磁性生物炭復合材料的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述生物炭的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁樑，王亦昌，李中堅，戴莉，唐先進，扶達鴻，陳曉剛，黃世晅，陳文翰，屠鋒，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司建設分公司，
類型：發明
國別省市：
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