新四季網

胺基功能化活性炭製備方法與流程

2023-09-22 16:27:05 1


本發明屬於材料
技術領域:
,具體涉及一種胺基功能化活性炭製備方法。
背景技術:
:隨著工業化和現代化速度的加快,環保問題備受關注,而在涉及地球環境保護的諸多問題之中,溫室效應的受關注度較高,溫室氣體中CO2是最主要成分。由於煤、石油、天然氣等化石燃料的大量燃燒,含有CO2的煙氣未經處理就直接排放到大氣中,使得大氣中的CO2濃度越來越高,溫室效應越發嚴重,威脅到了全人類的生存安全。因此,如何降低煙氣中CO2的排放量是一項重要的環保工作。煙氣中CO2的傳統的處理技術主要有多孔固體吸附法、液氨吸收法、膜分離淨化法、低溫蒸餾法等。吸附法藉助多孔固體吸附劑上發達的孔結構、巨大的比表面積,通過表面各種活性官能團與吸附質間所形成的各種化學鍵,可以吸附CO2,達到降低煙氣中CO2的目的。因此吸附法去除煙氣中CO2倍受關注。自活性炭問世以來,就一直受到大量研究者的重點關注。活性炭是一種比較普遍的良好吸附劑,它主要是由無定形碳和微晶體結構構成的碳質吸附材料,因其具有巨大的比表面積、高度發達的孔隙結構、良好的表面化學性質以及優良的吸附性能,現在已被廣泛應用於氣體分離和水中重金屬吸附等領域。與別的吸附劑相比,活性炭材料的一個主要優勢是生產成本低且生產原材料來源廣泛。但是一般的活性炭對CO2的吸附效果並不理想,應用並不廣泛。為了擴寬活性炭的在實際中的應用,大量研究者對其做了不同的改性,如通過擴孔增大材料的孔結構或加入有機官能團改變其化學性質,可以有效地提高材料的性能,在分離與吸附領域展現了良好的前景。技術實現要素:本實例實施例的目的是提供一種胺基功能化活性炭製備方法,進而至少在一定程度上克服由於相關技術的限制和缺陷而導致的一個或者多個問題。根據本發明的一個方面,提供一種胺基功能化活性炭製備方法,包括以下步驟:步驟1.將蔗渣用超純水煮沸5min,水洗去除蔗渣裡的雜質,然後過濾烘乾12h;將烘乾的蔗渣切成3~5cm,用2mmol·L-1的ZnCl2溶液浸泡24h,然後在通風乾燥箱中烘乾12h,裝入封口袋中,再放入乾燥器中備用;步驟2.將25g步驟1中處理過的蔗渣放入3個瓷方舟中再將方舟真空馬弗爐裡,以3℃/min的升溫速率,升到500℃,活化60min,當馬弗爐內溫度降至200℃以下時關閉馬弗爐;待爐內溫度冷卻至室溫,取出材料然後用10%的鹽酸清洗一定時間,再用超純水洗至中性並烘乾研磨得到活性炭樣品;步驟3.稱取300mg-700mg步驟2中得到的活性炭樣品置於一錐形瓶中,加入50-80mL溶劑以及16mg-124mg四乙烯五胺,在150r/min-200r/min的條件下,在恆溫水浴震蕩中攪拌6h-12h,然後再進行過濾並在80℃-120℃的條件下烘乾得到胺基功能化活性炭。進一步的,在上述步驟3中,稱取500mg步驟2中得到的活性炭樣品置於一錐形瓶中,加入50mL溶劑,再加入56mg四乙烯五胺,在150r/min的條件下,在恆溫水浴震蕩中攪拌6h,然後再進行過濾並在100℃的條件下烘乾得到胺基功能化活性炭。進一步的,所述溶劑為超純水。進一步的,所述恆溫水浴的溫度為30℃。進一步的,採用循環水式多用真空泵進行過濾。進一步的,所述四乙烯五胺的質量分數為5%-15%。進一步的,所述四乙烯五胺的質量分數為10%。本發明的一種胺基功能化活性炭製備方法,將製備好的活性炭樣品置於一錐形瓶中,加入50-80mL溶劑以及16mg-124mg四乙烯五胺,在150r/min-200r/min的條件下,在恆溫水浴震蕩中攪拌6h-12h,然後再進行過濾並在80℃-120℃的條件下烘乾得到胺基功能化活性炭;製備過程生產條件簡單,便於操作,不需要另外添加其它化學試劑,生產成本低,吸附效果良好,對環境汙染小,具有良好的應用前景。附圖說明圖1是一般活性炭(AC-P-10)和經KOH二次活化活性炭(KAC-P-10)的吸附脫附等溫圖。圖2是一般活性炭(AC-P-10)和經KOH二次活化活性炭(KAC-P-10)的孔徑分布圖。圖3是一般活性炭(AC-P-10)和經KOH二次活化活性炭(KAC-P-10)的CO2吸附圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1:蔗渣的預處理將蔗渣用超純水煮沸5min,水洗去除蔗渣裡的雜質,然後過濾烘乾12h;將烘乾的蔗渣切成3~5cm,用2mmol·L-1的ZnCl2溶液浸泡24h,然後在通風乾燥箱中烘乾12h,裝入封口袋中,再放入乾燥器中備用。實施例2:活性炭的製備將25g實施例1中處理過的蔗渣放入3個瓷方舟中再將方舟真空馬弗爐裡,以3℃/min的升溫速率,升到500℃,活化60min,當馬弗爐內溫度降至200℃以下時關閉馬弗爐;待爐內溫度冷卻至室溫,取出材料然後用10%的鹽酸清洗一定時間,再用超純水洗至中性並烘乾研磨可以得到活性炭(AC)。實施例3:KOH二次改性活性炭的製備將實施例2中所製備的活性炭材料(AC)與KOH以1:2-4的質量比在紅外燈下研磨均勻,立即放入馬弗爐中,以2-5℃/min的速率升溫至800℃,活化50-70min,當馬弗爐內溫度降至200℃以下時關閉馬弗爐;待爐內溫度冷卻至室溫。從馬弗爐取中材料,用10%的鹽酸清洗,再用超純水洗至中性,可以得到活性炭(KAC)。實施例4:蔗渣活性炭的胺基功能化稱取300mg-700mg實施例2中得到的活性炭(AC)置於一錐形瓶中,加入50mL-80mL超純水以及16mg-124mg質量分數為5%-15%的四乙烯五胺(TEPA),在150r/min-200r/min的條件下,在30℃恆溫水浴震蕩中攪拌6h-12h,然後再利用循環水式多用真空泵進行過濾並在80℃-120℃的條件下烘乾可以得到胺基功能化活性炭。實施例5:蔗渣活性炭的胺基功能化稱取300mg實施例3中得到的活性炭(KAC)置於一錐形瓶中,加入50mL超純水以及16mg質量分數為5%的四乙烯五胺(TEPA),在150r/min的條件下,在30℃恆溫水浴震蕩中攪拌6h,然後再利用循環水式多用真空泵進行過濾並在80℃的條件下烘乾可以得到胺基功能化活性炭。實施例6:蔗渣活性炭的胺基功能化稱取500mg實施例3中得到的活性炭(KAC)置於一錐形瓶中,加入50mL超純水以及56mg質量分數為10%的四乙烯五胺(TEPA),在180r/min的條件下,在30℃恆溫水浴震蕩中攪拌9h,然後再利用循環水式多用真空泵進行過濾並在100℃的條件下烘乾可以得到胺基功能化活性炭。實施例7:蔗渣活性炭的胺基功能化稱取500mg實施例3中得到的活性炭(KAC)置於一錐形瓶中,加入60mL超純水以及56mg質量分數為10%的四乙烯五胺(TEPA),在180r/min的條件下,在30℃恆溫水浴震蕩中攪拌6h,然後再利用循環水式多用真空泵進行過濾並在100℃的條件下烘乾可以得到胺基功能化活性炭。實施例7:蔗渣活性炭的胺基功能化稱取700mg實施例3中得到的活性炭(KAC)置於一錐形瓶中,加入80mL超純水以及124mg質量分數為15%的四乙烯五胺(TEPA),在200r/min的條件下,在30℃恆溫水浴震蕩中攪拌12h,然後再利用循環水式多用真空泵進行過濾並在120℃的條件下烘乾可以得到胺基功能化活性炭。上述實施例4製備的胺基功能化活性炭可以被命名為AC-P-N;上述實施例5、實施例6以及實施例7製備的胺基功能化活性炭可以被命名為KAC-P-N。其中N為胺的負載量,P為四乙烯五胺(TEPA)簡稱;例如AC-P-10可以表示10%TEPA改性的AC。實施例8:將上述實施例4中得到的胺基功能化活性炭用於吸附氣體中CO2,在60℃條件下,對N2/CO2混合氣體(CO2的體積分數為15%)的最大吸附量為2.86mmol/g。下表1示出了經過四乙烯五胺(TEPA)進一步處理後,一般活性炭(AC)以及KOH二次活化活性炭(KAC)的結構特性。表1活性炭的結構特性樣品孔容BJH(cm3/g)比表面積BET(m2/g)孔徑(nm)AC-P-100.377661.52KAC-P-100.8512352.74參考圖1、圖2以及表1可以看出,經TEPA改性的KOH二次活化活性炭孔徑為2.74nm,比表面積、孔容和孔徑均比TEPA改性的一般活性炭大。從圖3可以看出本次發明的材料對CO2的吸附是一個先快後慢的過程,且在短時間內完成吸附,說明該材料對CO2具有較強的吸附力和親合力,較短的吸附時間和較強的吸附能力有利於實際應用。本示例實施例採用四乙烯五胺(TEPA)為改性劑,對蔗渣活性炭AC和以ZnCl2-KOH二次活化法製備的KAC進行改性,合成出大孔徑、比表面積、孔容的活性炭材料。這種方法不僅保持了活性炭原有的優異性能,同時使材料具有良好的CO2吸附性能,在煙氣中CO2的處理領域具有廣闊的應用前景。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀