技术摘要：
本发明涉及生物炭技术领域，尤其涉及一种镧改性生物炭及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将羊粪进行热解，得到羊粪生物炭；将所述羊粪生物炭进行洗炭后，在氯化镧溶液中进行浸渍，调节pH值至8～11，得到所述镧改性生物炭。根据实施例的记载，利  全部
背景技术：
富营养化是造成内陆和海洋水质损害的最常见原因之一。水体富营养化最显著的 影响是导致水体缺氧恶化，进而使水生生物大量死亡，且会影响人类健康。水体富营养化在 许多湖泊、海洋中普遍存在，氮、磷的扩散污染已成为其主要的驱动力，依据Liebig最小因 子定律，磷被认为是其导致水体富营养化的最主要驱动力。因此，如何经济、高效除磷对治 理水体富营养化具有重要意义。目前，水体除磷的主要方法包括：化学沉淀法、生物法和吸 附法。化学沉淀法和生物法是目前应用最广泛的方法，但化学沉淀法与生物法价格高昂、操 作复杂、易产生二次污染，同时还对操作环境要求严格。相比之下，吸附法具有成本低廉、操 作简单，可循环利用且不易产生二次污染等优点，已逐渐成为国内外研究脱磷技术的主流 方法。运用吸附法脱磷在实际应用中最首要的步骤是找到最佳的吸附材料。 吸附法中常用的吸附剂主要有：有机材料：如活性炭、秸秆、甘蔗渣和松木等；粘土 类矿物：如膨润土、沸石、氧化铝和赤铁矿等；工业废渣：如粉煤灰、钢渣和泥炭等。但利用上 述吸附剂对磷的吸附效果(吸附量)并不是特别理想。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种镧改性生物炭及其制备方法和应用，所述镧改性生物 炭对水体中的磷具有较好的吸附效果。 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： 本发明提供了一种镧改性生物炭的制备方法，包括以下步骤： 将羊粪进行热解，得到羊粪生物炭； 将所述羊粪生物炭进行洗炭后，在氯化镧溶液中进行浸渍，调节pH值至8～11，得 到所述镧改性生物炭。 优选的，所述热解的温度为400～700℃，所述热解的时间为1～3h。 优选的，所述洗炭包括依次进行的酸洗和水洗。 优选的，所述酸洗包括以下步骤： 将所述羊粪生物炭与盐酸混合，依次进行搅拌和静置后，抽滤； 重复上述混合、搅拌、静置和抽滤的过程2～5次。 优选的，所述盐酸的浓度为0.5～2mol/L； 所述羊粪生物炭的质量与所述盐酸的体积比为1g：(30～60)mL； 所述抽滤采用的微孔滤膜的孔径为0.45μm。 优选的，所述水洗包括以下步骤： 将所述酸洗得到的酸洗羊粪生物炭与水混合，依次进行搅拌和静置后，抽滤； 重复上述混合、搅拌、静置和抽滤的过程2～5次。 3 CN 111589416 A 说　明　书 2/9 页 优选的，所述氯化镧溶液为氯化镧的水溶液； 所述氯化镧溶液的浓度为0.2～0.6mol/L。 优选的，所述羊粪生物炭的质量与所述氯化镧溶液的体积比为1g：(40～60)mL。 本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的镧改性生物炭，包括羊 粪生物炭和负载在所述羊粪生物炭上的活性镧组分。 本发明还提供了上述技术方案所述的镧改性生物炭在吸附水体磷酸盐领域中的 应用。 本发明提供了一种镧改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：将羊粪进行热解，得 到羊粪生物炭；将所述羊粪生物炭进行洗炭后，在氯化镧溶液中进行浸渍，调节pH值至8～ 11，得到所述镧改性生物炭。本发明利用羊粪热解制备得到的羊粪生物炭具有发达的孔隙 结构和较大的比表面积，在保证后续镧能够成功负载的同时，还进一步提高了制备得到的 镧改性生物炭的吸附容量；同时将热解得到的羊粪生物炭进行洗炭可以清理掉所述羊粪生 物炭的孔道，为后续镧负载提供更多的位点；将所述镧负载在羊粪生物炭上能够进一步的 避免镧的团聚，更有利于提高其脱磷性能。其中，镧改性生物炭后，由生物炭物理吸附为主 转变为活性镧组分化学吸附为主。即La3 与PO 3-4 结合生成LaPO4沉淀，同时La(OH)3与PO 3-4 之 间会发生配体交换作用，-OH被PO 3-4 取代，La的阳离子还可以与磷酸根的氧阴离子形成La-O 配位键。同时，该制备方法操作简单，只需要热解、洗炭和负载三个过程，可以实现量产；且 该方法解热产生生物炭及负载所需时间较短，所需仪器单一，经济高效。 根据实施例的记载，利用上述技术方案所述的制备方法制备得到的镧改性的生物 炭对磷酸盐的吸附量最高可达58.33mg/L。 附图说明 图1为实施例1～4制备得到的镧改性生物炭对磷酸盐吸附量的柱状图； 图2为实施例1制备得到的镧改性生物炭对磷酸盐的吸附等温曲线； 图3为实施例1制备得到的镧改性生物炭对磷酸盐的吸附动力学曲线； 图4为实施例1制备得到的镧改性生物炭在不同pH下的吸附量曲线； 图5为实施例1～4制备得到的镧改性生物炭在不同初始浓度的磷酸盐溶液中的吸 附量曲线； 图6为实施例1～4制备得到的镧改性生物炭在不同吸附时间下对磷酸盐溶液中磷 酸盐的吸附量曲线。