本发明专利技术公开了一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法及吸附应用，包括以下步骤：步骤一、将硝酸铋加入水中，搅拌形成络合物溶液，在络合物溶液中加入硫脲，搅拌，得到混合物溶液；步骤二、将混合物溶液加入反应釜中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和茄子生物质炭，在170～190℃下进行水热反应8～15h，反应结束后清洗所得样品，干燥，得到茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂。本发明专利技术制备的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂对碘单质的吸附性能优异，其吸附量最高可达到902.5mg/g。达到902.5mg/g。达到902.5mg/g。
【技术实现步骤摘要】
一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备及吸附应用
[0001]本专利技术涉及碘单质的吸附
，具体涉及一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备及对碘单质的吸附应用。
技术介绍
[0002]随着人们对核能的不断开发，核技术在工业、农业、医学、水文等多方面得以应用，然而在此过程中产生了含有大量放射性核素，对人体及环境有害的核废液，核废物的处理与处置这一问题亟待解决。
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I是一种β放射性核素，半衰期长，如何去除核废物中的碘单质这一问题长期以来都备受关注。
[0003]目前，用于从核废物中去除放射性元素的技术包括化学沉淀，溶剂萃取，膜过滤，吸附和离子交换等。其中，由于吸附和离子交换方法去除效率高，动力学快，因此目前最为有效。同时，生物质炭吸附剂是一种生物质原料在完全绝氧或部分缺氧条件下经高温热裂解产生的一类富碳、高度芳香化和高稳定性的固体产物。作为新型多功能材料，生物质炭以其特殊的物理结构、丰富的表面性能和优良的生态环境效应等特点日益成为众多学科研究的前沿热点。
[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出一种生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，所制备的吸附剂对碘单质的吸附良好。
技术实现思路
[0005]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、将硝酸铋加入水中，搅拌形成络合物溶液，在络合物溶液中加入硫脲，搅拌，得到混合物溶液；
[0008]步骤二、将混合物溶液加入反应釜中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和茄子生物质炭，在170～190℃下进行水热反应8～15h，反应结束后清洗所得样品，干燥，得到茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂。
[0009]优选的是，所述步骤一中，将硝酸铋加入水中，室温下搅拌12h，形成络合物溶液，在络合物溶液中加入硫脲，室温下搅拌0.5h，得到混合物溶液；
[0010]所述硝酸铋与水的质量体积比为0.4～0.5g:30mL；所述硝酸铋与硫脲的质量比为1:1.2～1.5；所述步骤二中，聚乙烯吡咯烷酮与茄子生物质炭的质量比为1:4.5～5；所述硝酸铋与茄子生物质炭的质量比为1:1.5～2.5。
[0011]优选的是，所述茄子生物质炭的制备方法包括以下步骤：
[0012]步骤Ⅰ、将茄子切块并放入冷冻干燥机中干燥；
[0013]步骤Ⅱ、将冷冻干燥后的茄子放入气体管式炉中加热进行炭化；
[0014]步骤Ⅲ、将炭化后的茄子洗涤、烘干，得到茄子生物质炭吸附剂。
[0015]优选的是，所述步骤Ⅰ中，在冷冻干燥机中干燥的时间为60～80h，冷冻干燥的温度为
‑
40～
‑
60℃；所述步骤Ⅱ中，加热进行炭化的温度为600～900℃。
[0016]优选的是，所述步骤Ⅱ中，加热进行炭化的保温时间为2～5h。
[0017]优选的是，所述步骤Ⅱ中，气体管式炉中的气体氛围是氮气。
[0018]优选的是，所述步骤Ⅲ中，洗涤采用5wt％的盐酸溶液和去离子水交替进行洗涤。
[0019]优选的是，所述步骤Ⅰ中，在放入冷冻干燥机中干燥之前还包括：将茄子切块，并采用不锈钢针头在茄子表面均匀扎出多个孔洞；按重量份，将带有孔洞的茄子放入超临界二氧化碳反应器中，同时加入造孔剂溶液，通入二氧化碳，在温度为40～50℃，压力为12～26MPa下在超临界二氧化碳介质下搅拌30～45min，泄压后得到预处理的茄子。
[0020]优选的是，所述造孔剂溶液为高氯酸铵溶液、醋酸镁溶液、碱式碳酸铋溶液、碳酸氢钠溶液中的任意一种；所述造孔剂溶液的浓度为50～60wt％；所述茄子与造孔剂溶液的质量比为1:0.01～0.02。
[0021]本专利技术还提供一种如上述的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂对碘单质的吸附应用。
[0022]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术制备的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂对碘单质的吸附性能优异，其吸附量最高可达到902.5mg/g。
[0023]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
[0024]图1为本专利技术实施例1～4的茄子生物质炭的XRD图；
[0025]图2为本专利技术实施例1～4的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂对碘单质的吸附量对比图；
[0026]图3为本专利技术实施例2和6、实施例3和5的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂对碘单质的吸附量对比图。
具体实施方式：
[0027]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0028]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0029]实施例1：
[0030]一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]步骤一、将0.485g硝酸铋加入30mL去离子水中，室温下搅拌12h形成络合物溶液，在络合物溶液中加入0.6g硫脲，搅拌0.5h，得到混合物溶液；
[0032]步骤二、将混合物溶液加入反应釜中，然后加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮和0.97g茄子生物质炭，在180℃下进行水热反应12h，反应结束后用去离子水反复清洗所得样品，60℃干燥，得到茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂；
[0033]所述茄子生物质炭的制备方法包括以下步骤：
[0034]步骤Ⅰ、将茄子切块并放入冷冻干燥机中干燥72h；冷冻干燥的温度为
‑
50℃；
[0035]步骤Ⅱ、将冷冻干燥后的茄子放入气体管式炉中在氮气气氛下加热至600℃保温3h进行炭化；
[0036]步骤Ⅲ、将炭化后的茄子采用5wt％的盐酸溶液和去离子水交替进行反复洗涤；60℃烘干，得到茄子生物质炭，经测试，该茄子生物质炭的比表面积为515m2/g。
[0037]实施例2：
[0038]一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0039]步骤一、将0.485g硝酸铋加入30mL去离子水中，室温下搅拌12h形成络合物溶液，在络合物溶液中加入0.6g硫脲，搅拌0.5h，得到混合物溶液；
[0040]步骤二、将混合物溶液加入反应釜中，然后加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮和0.97g茄子生物质炭，在180℃下进行水热反应12h，反应结束后用去离子水反复清洗所得样品，60℃干燥，得到茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂；
[0041]所述茄子生物质炭的制备方法包括以下步骤：
[0042]步骤Ⅰ、将茄子切块并放入冷冻干燥机中干燥72h；冷冻干燥的温度为
‑
50℃；
[0043本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将硝酸铋加入水中，搅拌形成络合物溶液，在络合物溶液中加入硫脲，搅拌，得到混合物溶液；步骤二、将混合物溶液加入反应釜中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮和茄子生物质炭，在170～190℃下进行水热反应8～15h，反应结束后清洗所得样品，干燥，得到茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂。2.如权利要求1所述的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，将硝酸铋加入水中，室温下搅拌12h，形成络合物溶液，在络合物溶液中加入硫脲，室温下搅拌0.5h，得到混合物溶液；所述硝酸铋与水的质量体积比为0.4～0.5g:30mL；所述硝酸铋与硫脲的质量比为1:1.2～1.5；所述步骤二中，聚乙烯吡咯烷酮与茄子生物质炭的质量比为1:4.5～5；所述硝酸铋与茄子生物质炭的质量比为1:1.5～2.5。3.如权利要求1所述的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，其特征在于，所述茄子生物质炭的制备方法包括以下步骤：步骤Ⅰ、将茄子切块并放入冷冻干燥机中干燥；步骤Ⅱ、将冷冻干燥后的茄子放入气体管式炉中加热进行炭化；步骤Ⅲ、将炭化后的茄子洗涤、烘干，得到茄子生物质炭吸附剂。4.如权利要求3所述的茄子生物质炭负载Bi2S3吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ中，在冷冻干燥机中干燥的时间为60～80h，冷冻干燥的温度为
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【专利技术属性】
技术研发人员：程敬开，段涛，王泽儒，赵倩，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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