1.一种基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、取棉花秸秆用超纯水清洗5~10次,然后将棉花秸秆浸渍在质量分数为20~
50%的ZnCl2溶液中,常温下搅拌浸渍10~15h,然后将浸渍完成的棉花秸秆在50~70℃下烘干;
步骤二、取步骤一中烘干的棉花秸秆放入管式电炉中,通氮气保护,以10℃/min的速率升温至600~850℃,然后保温煅烧1~3h,将煅烧后的产物研磨成粉体,在水热反应釜中加入0.5~1重量份粉体和30~50重量份超纯水,搅拌8~12h至完全溶胀,然后加热至150~200℃,反应10~15h,将反应产物离心干燥,得到生物碳材料;
步骤三、用体积分数为6~10%的醋酸溶液调节乙醇水溶液的pH至3~4,将3-巯丙基三乙氧基硅烷加入已调pH的乙醇水溶液中震荡1~3h,得到改性液;将步骤二得到的生物碳材料加入所述改性液中,震荡1~3h,过滤,得到的固体在45~65℃下烘干,然后用体积比为1:1~3的乙醇-水溶液洗涤固体5~10次,在40~60℃下干燥12~24h,即得到多孔生物碳重金属吸附材料。
2.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中棉花秸秆的直径选用0.3~0.5cm,使用前裁剪成长度为2~5cm的棒条。
3.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中的搅拌速度为300~500r/min;所述步骤三中震荡的速度为500~
1000r/min。
4.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中ZnCl2溶液可由KOH溶液替代。
5.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述管式电炉可由微波管式炉替代。
6.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中体积分数为6~10%的醋酸溶液可由体积分数为6~8%的盐酸、硫酸和硝酸溶液替代。
7.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为1:2~3。
8.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述3-巯丙基三乙氧基硅烷的加入量为所述乙醇水溶液总体积的1.5~3%。
9.如权利要求8所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述3-巯丙基三乙氧基硅烷可由3-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种替代。
10.如权利要求1所述的基于棉花秸秆的多孔生物碳重金属吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤二和步骤三之间,还包括碱性溶液处理步骤:将步骤二得到的生物碳材料浸渍在体积比为1:2的氢氧化钠和尿素溶液中,搅拌12~24小时,得到碱性溶液处理的生物碳材料;所述氢氧化钠的浓度为1~3mol/L,所述尿素溶液的浓度为1~3mol/L。