CN110102259A - 一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，以粘胶涤纶棉花混纺面料为主要原料，将粘胶面料进行开松、梳理成短纤，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基材料，之后采用液相还原法，使得载体表面负载纳米铁，应用于水处理领域。具体制备方法如下：(1)制备二维活性炭纤维布；(2)制备纳米铁；(3)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料。本发明使得粘胶高分子纤维面料高值利用，既解决了废弃纺织物资源回收利用，又可实现有机氯农药废水的降解和重金属镉铅的去除。

Description

一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法
技术领域
本发明既涉及环境中废水处理炭材料、重金属镉铅去除炭材料和有机氯降解炭材料领域，又涉及固体废弃纺织物高质化循环利用技术领域，具体涉及一种利用粘胶高分子纤维面料生产活性炭纤维布，再将其与纳米铁材料结合制备复合材料。
背景技术
活性炭纤维布是一种新型多孔性功能材料和环保工程材料，由具有经纬相互交织织物结构的平织布或斜纹布构成。制备过程是以长粘胶纤维丝为原丝织造而成。其既具有活性炭纤维所拥有的优异特性，又具有优良的耐高温性能，导电性能以及良好的柔韧性和机械强度等性能。可应用于耐高温材料，防火阻燃材料，环境污染处理材料以及防毒等特殊功能的材料。
纳米铁是一种具有高反应活性和强吸附性能的纳米级功能材料，对水中一些难降解污染物的去除效果显著。传统的纳米铁通常采用高能球磨、液相还原或气相沉积等方法制备，由于纳米颗粒表面能较高，因此容易发生氧化和团聚现象，降低反应活性。且传统纳米铁制备过程中采用的化学试剂会对环境造成二次污染。
中国专利CN103787430A公开了一种制造高强度粘胶基活性炭纤维布的方法。采用本发明生产工艺过程简单，易于控制，可连续化生产，并可根据实际应用要求进行生产工艺优化，制造出不同规格的高强度活性炭纤维布产品。可广泛地应用于制造的防火、防毒、防化等防护用品及装饰用品等产品。
中国专利CN103787430A公开了一种决速深度处理有机氯农药废水的复合材料。采用本发明的复合材料可快速实现有机氯农药的降解，30分钟基本降解完全。此发明中所采用的活性炭纤维布原材料并未阐明是其自制的，采用现有的技术产品既不节能又不环保。
基于上述，基于国内粘胶高分子纤维面料制备活性炭纤维布已有报道，但基于轻工特色产业固废制备再生活性炭纤维布未见报道且国外没有此技术。本发明主要是利用混杂高分子纤维面料生产的活性炭纤维布，并将其与纳米铁强吸附功能材料结合制备成复合材料。既期望应用于制造的防火、防毒、防化等防护用品及装饰用品等产品，又期望将其复合材料应用于水处理反应器、重金属去除器件以及有机氯农药降解器件。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是利用粘胶高分子纤维面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基炭材料，再将其与纳米铁材料结合，提供一种二维活性炭纤维布炭基复合材料，从而使得粘胶高分子纤维面料获得高质化循环利用，同时又得到了特殊功能化的复合材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，具体技术方案如下：
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由下述重量配比的原料制成：载体80~95份、纳米铁5~20份；所述的载体是以粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制成二维活性炭纤维布，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体；载体的表面负载纳米铁。
所述的二维活性炭纤维布由下述方法制备的：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，采用开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布基材料；所述碳化温度为300~500℃；所述活化工艺，是在600~950℃下，采用活化剂NaOH、KOH、H3PO4或ZnCl2中一种进行活化。
所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由载体和纳米铁两大部分组成，所述载体，为二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸、花生壳的粉末材料。
所述的纳米铁直径为50~500nm；
所述的纳米铁，由下述方法制备的：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶和去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO4 ·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的重量比1：1。
本发明上述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，应用于水处理材料或重金属镉铅去除。
本发明上述的一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1) 制备活性炭纤维布：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布；
(2) 制备纳米铁：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶与去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO4 ·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁；
（3）载体制备：步骤（1）制得的二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸或花生壳的粉末材料；
(4)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终制得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
上述步骤（4）中的载体80~95份、纳米铁5~20份。
具体地说，本发明采用如下技术方案：
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法， 其特征在于，以粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料为主基材，经开松、梳理成短纤，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基材料，将上述制备出来的活性炭纤维布炭基材料作为载体，以载体炭布基材料的形式使得表面负载纳米铁。其负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料由下述重量配比的原料制成：
载体80~95份、纳米铁5~20份。
所述的二维活性炭纤维布，其特征在于，利用废旧有机纤维制备活性炭纤维布的方法，将粘胶涤纶化纤和棉花混纺高分子纤维面料采用开松、梳理成短纤，气流铺网，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，碳化活化制备成活性炭纤维布基炭材料。所述碳化温度300~500℃；所述活化工艺，是在600~950℃下，采用活化剂NaOH、KOH、H3PO4和ZnCl2等其中一种进行活化。
所述的负载纳米铁的协同耦合炭基材料，其特征在于，由载体和纳米铁两大部分组成。所述载体，为二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1。所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便和骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸和花生壳的粉末材料，碳化活化后具有不同的孔径特征和吸附特性，有利于废水处理。
所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，应用于水处理材料或重金属镉铅去除。
所述纳米铁的直径为50~500nm。
制备方法如下：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取材料，在60~80 ℃下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液。FeSO4·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2。在氮气保护下，按体积比将FeSO4·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
所述负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，包括如下步骤：
1) 制备二维活性炭纤维布：利用现有最成熟的活性炭纤维布的制备方法，将粘胶涤纶化纤和棉花混纺高分子纤维面料，经开松、梳理成短纤、气流铺网、非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布基材料。
(2) 制备纳米铁：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取材料，在60~80℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液。FeSO4·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2。在氮气保护下，按体积比将FeSO4·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
(3)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料，得协同耦合负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
采用上述技术方案后，本发明具有如下特点和优点：1、生产工艺简单，能够根据需要生产多种的纳米铁的复合材料，并能满足混杂高分子纤维面料高值利用；2、其复合材料可用于制造的防火、防毒、防化等防护用品及装饰用品等产品以及水处理反应器、重金属去除器件、机氯农药降解器件；3、产品附加值高，具有环境友好的特性。
附图说明
图1为本发明实施例中纳米铁的形貌图。
具体实施方式
本发明下述实施例所采用的所述的二维活性炭纤维布，是以粘胶涤纶化纤和棉花混纺高分子纤维面料为原材料，其主要成分为涤纶、锦纶，丙纶、腈纶，棉花和胶水。利用废旧有机纤维制备活性炭纤维布的方法，将粘胶高分子纤维面料，经开松、梳理成短纤，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料。所述的负载纳米铁的二维活性炭纤维布，由载体和纳米铁两大部分组成。所述载体为，利用粘胶高分子纤维面料，采用将粘胶高分子纤维面料，采用开松、梳理成短纤，非织造针刺成毡，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料的混合物，所述纳米铁自制。以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，由下述重量配比的原料制成：
载体80份、纳米铁20份。
制备二维活性炭纤维布：利用废旧有机纤维布制备活性炭纤维布的工艺，将粘胶涤纶化纤和棉花混纺高分子纤维面料(主要材质是涤纶为主的混纺化纤、棉花和胶水，常规纺织废弃物产品，选自废弃的高档西装或/和运动衣)，采用开松设备开松-梳理-气流铺网技术制备成短纤毡，再与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料。所述碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度800℃,活化剂浓度20wt%的 NaOH和水蒸气下活化，活化时间60 min。
1）制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃下加热 0.5h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
2）制备载体
制备负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，具体包括如下步骤：
(1) 制备二维活性炭纤维布：利用粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料(主要材质是涤纶为主的化纤、棉花和胶水)，采用开松机开松成短纤-梳理-气流铺网制成毡，碳化活化制得二维活性炭纤维布，其中碳化温度350℃；活化工艺，是在800℃, 浓度20wt%的 NaOH和水蒸气下活化，活化时间1 h；
(2) 制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
(3)载体制备：将步骤(1)制得的二维活性炭纤维布50g和来源于生物的竹炭粉末150g (二者的重量比1：3)在200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O 溶液中搅拌混合，过滤干燥得载体复合材料。
(4)采用液相还原法，在步骤（3）制得的载体复合材料上缓慢滴入0.1 mol·L- 1NaBH4水溶液200 ml，并通高纯氮气保护，按照载体80份、纳米铁20份将步骤（2）制得的纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料，得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
实施例2
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，由下述重量配比的原料制成：
载体85份、纳米铁15份。
制备二维活性炭纤维布：利用废旧有机纤维布制备活性炭纤维布的工艺，将粘胶高分子纤维面料(主要材质是涤纶为主的混纺化纤、棉花和胶水)，采用开松设备开松-梳理-气流铺网技术制备成短纤毡，再与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料。所述碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度600℃,活化剂浓度40wt%的H3PO4和水蒸气下活化，活化时间100 min。
1）制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃下加热 0.5h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
2）制备载体
制备负载纳米铁的协同耦合炭基材料，具体包括如下步骤：
(1) 制备二维活性炭纤维布：利用粘胶高分子纤维面料，采用开松机开松成短纤-梳理-气流铺网制成毡，碳化活化制得二维活性炭纤维布，其中碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度600℃,活化剂浓度40wt%的H3PO4和水蒸气下活化，活化时间100 min；
(2) 制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
(3)载体制备：将步骤(1)制得的二维活性炭纤维布50g和来源于生物的麦秸粉末碳化活化炭材料150g (二者的重量比1：3)在200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O 溶液中搅拌混合，过滤干燥得载体复合材料。
(4)采用液相还原法，缓慢滴入0.1 mol·L-1NaBH4水溶液200 ml，并通高纯氮气保护，按照载体85份、纳米铁15份将步骤（2）制得的纳纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料，得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
实施例3
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，由下述重量配比的原料制成：
载体90份、纳米铁10份
制备二维活性炭纤维布：利用废旧有机纤维布制备活性炭纤维布的工艺，将粘胶高分子纤维面料(主要材质是涤纶为主的混纺化纤、棉花和胶水)，采用开松设备开松-梳理-气流铺网技术制备成短纤毡，再与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料。所述碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度800℃,活化剂浓度20wt%的 KOH和水蒸气下活化，活化时间60 min。
1）制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃下加热 0.5h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
2）制备载体
制备负载纳米铁的协同耦合炭基材料，具体包括如下步骤：
(1) 制备二维活性炭纤维布：利用混杂高分子纤维面料，采用开松-梳理-气流铺网技术-碳化-活化制备二维活性炭纤维布，其中碳化温度350℃；活化工艺，是在800℃, 浓度20%的 NaOH和水蒸气催化剂下活化，活化时间1 h；
(2) 制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
(3)载体制备：将步骤(1)二维活性炭纤维布50g和来源于生物的骨头粉末碳化活化炭材料150g (二者的重量比1：3)在200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O 溶液中搅拌混合，过滤干燥得载体复合材料。
(4)采用液相还原法，缓慢滴入0.1 mol·L-1NaBH4水溶液200 ml，并通高纯氮气保护，按照载体90份、纳米铁10份将步骤（2）制得的纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料，得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
实施例4
一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，由下述重量配比的原料制成：
载体95份、纳米铁5份
制备二维活性炭纤维布：利用废旧有机纤维布制备活性炭纤维布的工艺，将粘胶高分子纤维面料(主要材质是涤纶为主的混纺化纤、棉花和胶水)，采用开松设备开松-梳理-气流铺网技术制备成短纤毡，再与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体再进行预处理，炭化活化制备成活性炭纤维布炭基材料。所述碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度550℃,活化剂浓度30wt%的ZnCl2下活化，活化时100 min。
1）制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃下加热 0.5h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
2）制备载体
制备负载纳米铁的协同耦合炭基材料，具体包括如下步骤：
(1) 制备二维活性炭纤维布：利用粘胶高分子纤维面料，采用开松-梳理-气流铺网技术-碳化-活化制备二维活性炭纤维布，其中碳化温度350℃；活化工艺，是在活化温度550℃, 活化剂浓度30wt%的ZnCl2下活化，活化时100 min；
(2) 制备纳米铁：称取60 g 苦丁茶叶，加入到1 L 去离子水中，在80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液．在氮气保护下，将 200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述 400 ml 提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
(3)载体制备：将步骤(1)二维活性炭纤维布50g和来源于生物的花生壳粉末碳化活化炭材料150g (二者的重量比1：3)在200 ml 0.1 mol·L-1 FeSO4 ·7H2O 溶液中搅拌混合，过滤干燥得载体复合材料。
(4)采用液相还原法，缓慢滴入0.1 mol·L-1NaBH4水溶液200 ml，并通高纯氮气保护，按照载体95份、纳米铁5份将步骤（2）制得的纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终负载纳米铁的活性炭纤维布包裹负载纳米铁的来源于生物的炭基材料，得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。

Claims (8)

1.一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由下述重量配比的原料制成：载体80~95份、纳米铁5~20份；所述的载体是以粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制成二维活性炭纤维布，然后与来源于生物的炭基材料协同耦合作为载体；载体的表面负载纳米铁。
2.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，所述的二维活性炭纤维布由下述方法制备的：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，采用开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布基材料；所述碳化温度为300~500℃；所述活化工艺，是在600~950℃下，采用活化剂NaOH、KOH、H3PO4或ZnCl2中一种进行活化。
3.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，由载体和纳米铁两大部分组成，所述载体，为二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸、花生壳的粉末材料。
4.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，所述的纳米铁直径为50~500nm；
所述的纳米铁，由下述方法制备的：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶和去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO4 ·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60 ℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁。
5.根据权利要求1所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的重量比1：1。
6.权利要求1-5任一所述的负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料，其特征在于，应用于水处理材料或重金属镉铅去除。
7.权利要求1-5任一所述的一种负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1) 制备活性炭纤维布：将粘胶涤纶化纤和棉花混纺面料，经开松、梳理成短纤，气流铺网非织造针刺成毡，碳化活化制备成活性炭纤维布；
(2) 制备纳米铁：按照苦丁茶叶与去离子水的质量比1~3：100称取苦丁茶叶与去离子水，在60~80 ℃ 下加热 1 h，过滤，滤液即为苦丁茶叶提取液；FeSO4 ·7H2O溶液与苦丁茶叶提取液体积比1：2；在氮气保护下，按体积比将FeSO4 ·7H2O溶液逐滴滴入上述提取液中，边滴边搅拌，滴加完成后继续搅拌 20 min，将反应液过滤，固体用乙醇洗涤，并在 50~60℃真空干燥箱中干燥过夜，取出，研磨，即制得纳米铁；
（3）载体制备：步骤（1）制得的二维活性炭纤维布和来源于生物的炭基材料的混合物，二者的重量比1：5至5：1；所述来源于生物的炭基材料，为牲畜粪便或骨头粉；或者植物根茎、竹炭、麦秸或花生壳的粉末材料；
(4)采用液相还原法按照相应的比例将纳米铁负载到载体上，随后烘干；最终制得负载纳米铁的协同耦合活性炭基材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（4）中的载体80~95份、纳米铁5~20份。
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