【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于饮用水原水处理，尤其涉及一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、我国是农药及药物的生产和使用大国，由于广泛使用、持续排放和处理效能不足，农药和药物广泛分布于我国7个典型流域的水环境中，检出浓度为ng·l-1-μg·l-1级。虽然这些新污染物在水环境中的浓度较低，但其具有疏水性特点而容易在生物体内富集，进而在一定程度上干扰生物体正常的生理功能。此外，饮用水厂采用的现有工艺对这些新污染物的处理效能有限，甚至可能产生其他副产物而直接或间接影响人体健康。
2、常见的深度水处理工艺包括高级氧化法、膜分离法和活性炭吸附法。其中，高级氧化法需要添加额外的氧化剂如过氧化氢、过硫酸盐、臭氧等，也无法保证污染物实现完全矿化，这就需要关注中间产物的毒性问题，而且催化剂的活性、稳定性、成本等均是需要考虑的因素。膜分离法则面临膜污染、浓差极化、膜材料性能有限、成本高等问题。吸附法具有低成本、高效率、操作简便等优点，且无需添加化学物质以避免二次污染，也可以对吸附后材料中的吸附剂和吸附质加以回收利用。但吸附法仍面临吸附剂成本、吸附能力等方面的问题，如何开发绿色、经济、高效和稳定的吸附剂是一项挑战。
3、在众多吸附剂中，以废弃生物质为原料的生物炭可在一定程度上缓解成本压力。酸/碱改性作为有效提升生物炭吸附性能的手段被广泛研究，但存在酸/碱用量高、制备过程繁琐、吸附能力不足等问题，而且利用水热碳化和热解相结合的方式对酸/碱改性进行路径优化的研究较少。此外，目前关于吸附剂去除新污染物的研究大多仅关注静
4、因此，目前急需一种利用水热碳化和热解相结合，且能够实现动态吸附、低浓度污染物去除以及实际水样污染物去除的吸附剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于特征模分析的超宽带天线设计，其特征在于，该材料由废弃生物质依次经过酸辅助水热碳化和碱性盐共热解制备得到，具体包括以下步骤：
2、s1：将粉末状的生物质原料置于酸溶液中，混合均匀后在水热反应下得到酸改性水热炭；
3、s2：将碱性盐与酸改性水热炭进行混合，在玛瑙研钵中充分研磨均匀，然后置于氮气氛围下的管式炉中控制温度进行热解反应，冷却后经洗涤、干燥即得酸碱协同改性水热炭基吸附剂。
4、进一步地，生物质原料具体通过农林废弃物经机械研磨成粉，经水洗、干燥得到；农林废弃物为松木、竹子、梧桐和花生壳其中的一种或多种。
5、进一步地，水热反应的具体参数为：温度为120-250℃，时间为6-24h；水热反应得到的产物经抽滤方式获得，并洗涤至中性，然后于50-120℃条件下干燥。
6、进一步地，酸为硫酸、硝酸、磷酸、柠檬酸中的任意一种或多种，酸浓度范围为0.10-2.0mol·l-1。
7、进一步地，碱性盐为碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种，碱性盐用量与酸改性水热炭的质量比为1:5到5:1之间。
8、进一步地，热解反应的具体参数为：温度为500-900℃，升温速率为2.5-10℃·min-1，时间为1-5h；热解反应得到的产物经抽滤方式获得，并洗涤至中性，然后于50-120℃条件下干燥
9、一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂，使用酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法进行制备，其特征在于，该吸附剂具有高比表面积和丰富微孔结构。
10、一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂的应用，使用酸碱协同改性水热炭基吸附剂，其特征在于，将吸附剂加入含有新污染物的超纯水或原水水样中，置于15-25±1℃、150-500rpm的恒温振荡培养箱内，完成对水中新污染物的吸附，其中，吸附剂的用量为0.05-1.0g·l-1，新污染物浓度为1μg·l-1-100mg·l-1。
11、进一步地，新污染物包括抗抑郁药物、农药和抗生素。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：
13、1、本专利技术酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法中，酸辅助水热炭化过程为后续的碱性盐共热解改性提供了有利前期条件，二者相结合能显著促进材料孔隙结构的发育，增大材料的比表面积。
14、2、本专利技术的制备过程简便，不同于其他专利技术的长时间浸渍法，酸改性和碱性盐改性均采用一锅法进行，而且酸和碱性盐的用量较少，具有绿色经济的特点。
15、3、本专利技术制备的吸附剂的实际应用潜能高，不仅关注了吸附剂的静态吸附能力和对高浓度污染物的去除，还关注了吸附剂的动态吸附能力、对低浓度污染物的去除以及对实际水样中污染物的去除。
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1.一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，该材料由废弃生物质依次经过酸辅助水热碳化和碱性盐共热解制备得到，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述生物质原料具体通过农林废弃物经机械研磨成粉，经水洗、干燥得到；所述农林废弃物为松木、竹子、梧桐和花生壳其中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的具体参数为：温度为120-250℃，时间为6-24h；所述水热反应得到的产物经抽滤方式获得，并洗涤至中性，然后于50-120℃条件下干燥。
4.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，酸为硫酸、硝酸、磷酸、柠檬酸中的任意一种或多种，酸浓度范围为0.10-2.0mol·L-1。
5.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，碱性盐为碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种，碱性盐用量与酸改性水热炭的质量比为1:5到5:1之间。>
6.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述热解反应的具体参数为：温度为500-900℃，升温速率为2.5-10℃·min-1，时间为1-5h；所述热解反应得到的产物经抽滤方式获得，并洗涤至中性，然后于50-120℃条件下干燥。
7.一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂，使用如权利要求1-6中任意一项权利要求所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法进行制备，其特征在于，该吸附剂具有高比表面积和丰富微孔结构。
8.一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂的应用，使用如权利要求7所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂，其特征在于，将吸附剂加入含有新污染物的超纯水或原水水样中，置于15-25±1℃、150-500rpm的恒温振荡培养箱内，完成对水中新污染物的吸附，其中，所述吸附剂的用量为0.05-1.0g·L-1，新污染物浓度为1μg·L-1-100mg·L-1。
9.根据权利要求8所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的应用，其特征在于，所述新污染物包括抗抑郁药物、农药和抗生素。
...【技术特征摘要】
1.一种酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，该材料由废弃生物质依次经过酸辅助水热碳化和碱性盐共热解制备得到，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述生物质原料具体通过农林废弃物经机械研磨成粉，经水洗、干燥得到；所述农林废弃物为松木、竹子、梧桐和花生壳其中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的具体参数为：温度为120-250℃，时间为6-24h；所述水热反应得到的产物经抽滤方式获得，并洗涤至中性，然后于50-120℃条件下干燥。
4.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，酸为硫酸、硝酸、磷酸、柠檬酸中的任意一种或多种，酸浓度范围为0.10-2.0mol·l-1。
5.根据权利要求1所述的酸碱协同改性水热炭基吸附剂的制备方法，其特征在于，所述s2中，碱性盐为碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种或多种，碱性盐用量与酸改性水热炭的质量比为1:5...
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