一种修复重金属污染水体和土壤的巯基化生物炭的制备与应用

• 摘要：

  本发明公开了一种修复重金属污染水体和土壤的巯基化生物炭的制备与应用.所述制备方法包括生物质热裂解炭化制成生物炭;将所述生物炭与β‑巯基乙醇、乙酸酐和浓硫酸混合,将此混合物在70‑90℃下反应17‑24小时,冷却至室温,水洗、抽滤、干燥、研磨即得.所述巯基化生物炭的制备方法工艺简单,所需设备简易,制备成本低.所述巯基化生物炭不仅能吸附溶液中单一存在或复合存在的镉、铅、铜和锌等重金属离子,还能钝化重金属复合污染土壤中的镉、铅、铜和锌等重金属,降低重金属有效性,改善土壤理化性质,具有广阔的应用前景.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201910643609.3

• 申请日期：

  2019.07.17

• 公开/公告号：

  CN110369486A

• 公开/公告日：

  2019-10-25

• 发明人：

  蔡超 范家俊 张又弛 池海峰 侯艳伟

• 申请人：

  中国科学院城市环境研究所

• 主分类号：

  B09C1/08(2006.01),B,B09,B09C,B09C1

• 分类号：

  B09C1/08(2006.01),B09C1/00(2006.01),C09K17/40(2006.01),C09K101/00(2006.01),B,C,B09,C09,B09C,C09K,B09C1,C09K17,C09K101,B09C1/08,B09C1/00,C09K17/40,C09K101/00

• 主权项：

  1.一种巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤为:1)生物炭的制备:将生物质烘干和打碎,在厌氧或无氧条件下以20℃/分钟的速率升温至500℃,热裂解至完全炭化,自然冷却,研磨过50-100目筛,取第一筛下物,获得生物炭;2)巯基化生物炭的制备:将步骤(1)制得的生物炭与含巯基化合物进行混合,加入催化剂,在恒温水浴中振荡反应,冷却至室温后再经水洗、抽滤、干燥,研磨过50-100目筛,取第一筛下物,得到巯基化生物炭. 2.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述生物质包括秸秆、动物粪便、木屑中的至少一种. 3.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述含巯基化合物为β-巯基乙醇. 4.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,生物炭与含巯基化合物的固液比为1 g : 3-6 mL. 5.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述催化剂选用乙酸酐和浓硫酸. 6.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,生物炭与乙酸酐的固液比为1 g : 2-4 mL,生物炭与浓硫酸的固液比为1 g :0.1-1 mL. 7.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,振荡反应所需的温度为70 - 90℃,反应时间为17-24h. 8.权利要求1所述巯基化生物炭的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥温度为25 -60℃,时间为6 - 24 h. 9.权利要求1-8任一所述制备方法制备得到的巯基化生物炭. 10.权利要求9所述巯基化生物炭用于吸附镉、铅、铜和锌的用途. 11.权利要求9所述巯基化生物炭用于修复重金属污染土壤或水体的用途. 12.权利要求11所述用于修复重金属污染的土壤或水体的用途,其特征在于,所述重金属为单一的镉、铅、铜和锌的污染或含镉、铅、铜和锌等多种重金属复合的污染.