一種提高多孔炭中孔率的方法
2023-12-10 10:30:17 2
專利名稱：一種提高多孔炭中孔率的方法
技術領域：
本發明為一種提高多孔炭中孔率的方法。以多孔炭為原料，經雙氧水浸漬處理、二次炭化和二次活化，提高多孔炭的中孔率，該多孔炭對水中有機汙染物苯酚具有很好的脫除效果。
背景技術：
隨著經濟的發展和工業化生產規模的不斷擴大，水中有機汙染物種類和濃度大量增加。這些有機汙染物主要來自食品、塑料、煉油、造紙、製糖等企業排放的廢水，其含有的有毒有機物對生態環境構成嚴重的威脅。因具有豐富的孔隙結構，吸附容量大，無二次汙染，多孔炭被認為是處理有機汙染物的優先實用技術。影響多孔炭去除水中有機汙染物效率的一個重要因素是多孔炭的孔徑分布，因水中有機物雜質分子尺寸較大，在中孔中較易被吸附，因此開發高中孔率的多孔炭成為亟需解決的難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種提高多孔炭中孔率的方法，它以具有一定孔隙的多孔炭為原料，經過雙氧水浸漬處理、二次炭化和二次活化製得中孔率高的多孔炭。上述發明目的採用以下技術方案來實現一種提高多孔炭中孔率的方法，以多孔炭為原料，先後經過雙氧水浸漬處理、二次炭化和二次活化，提高多孔炭的中孔率；其特徵在於具體步驟如下(1)、用蒸餾水將多孔炭衝洗乾淨，烘乾；(2)、將烘乾後的多孔炭在雙氧水中浸漬，過濾，然後烘乾；(3)、將浸漬並乾燥後的多孔炭在惰性氣氛下進行二次炭化；(4)、對炭化後多孔炭進行二次活化，製得中孔率提高的多孔炭。本發明以具有一定初始孔隙的多孔炭為原料，經雙氧水調控、二次炭化、二次活化，所得多孔炭中孔率明顯提高，且可通過改變雙氧水濃度、炭化溫度、炭化時間、活化溫度和活化時間等工藝參數對多孔炭的中孔率進行有效調控；調控後的高中孔率多孔炭對水中有機汙染物苯酚具有很好的去除效果。
具體實施例方式
下面將結合具體實施例來詳敘本發明的技術特點。實施例1將椰殼基多孔炭(中孔率為18. 34%)置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於 105°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為5%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h;浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以 I0C /min升溫至600°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至700°C下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為21. 59%的多孔炭。
實施例2將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h;浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以1°C /min升溫至 600°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至700°C 下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為23. 02%的多孔炭。實施例3將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為30%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h;浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以1°C /min升溫至 600°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至700°C 下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為26. 52%的多孔炭。實施例4將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h ；浸漬並乾燥後的多孔炭在氦氣氣氛下以5°C /min升溫至 600°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氦氣氣氛下繼續升溫至850°C 下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為53. 69%的多孔炭。實施例5將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾Mh，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h ；浸漬並乾燥後的多孔炭在氦氣氣氛下以5°C /min升溫至 800°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氦氣氣氛下繼續升溫至850°C 下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為51. 77%的多孔炭。實施例6將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾36h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬池後過濾，然後在80°C下烘乾12h ；浸漬並乾燥後的多孔炭在氦氣氣氛下以5°C /min升溫至 950°C，恆溫IOmin以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氦氣氣氛下繼續升溫至850°C 下活化處理30min，冷卻後得到中孔率為48. 49%的多孔炭。實施例7將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於150°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬證後過濾，然後在120°C下烘乾他；浸漬並乾燥後的多孔炭在氬氣氣氛下以2. 50C /min升溫至 800°C，恆溫60min以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氬氣氣氛下繼續升溫至700°C 下活化處理90min，冷卻後得到中孔率為44. 92%的多孔炭。實施例8將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於150°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬證後過濾，然後在120°C下烘乾他；浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以2. 50C /min升溫至 800°C，恆溫60min以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至850°C 下活化處理90min，冷卻後得到中孔率為69. 43%的多孔炭。實施例9將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於150°C下烘乾12h，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為15%的雙氧水中，浸漬證後過濾，然後在120°C下烘乾他；浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以2. 50C /min升溫至 800°C，恆溫60min以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至950°C 下活化處理90min，冷卻後得到中孔率為78. 10%的多孔炭。取0. 15g上述多孔炭，加入到pH值為6，溫度為35°C，濃度為10mg/L的50mL苯酚水溶液進行吸附處理Mh，苯酚去除率達95% ；多孔炭的投加量增至0. 20g時，苯酚去除率達到99%。實施例10將椰殼基多孔炭置於燒杯中，用蒸餾水將其衝洗三遍，於105°C下烘乾Mh，取出並稱重。將烘乾後的多孔炭浸入預先配製好的質量濃度為30%的雙氧水中，浸漬4h後過濾，然後在80°C下烘乾IOh ；浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以2. 50C /min升溫至 650°C，恆溫30min以進行二次炭化；以水蒸氣為活化介質，在氮氣氣氛下繼續升溫至870°C 下活化處理60min，冷卻後得到中孔率為71. 12%的多孔炭。取0. 15g上述多孔炭，加入到pH值為6，溫度為35°C，濃度為10mg/L的50mL苯酚水溶液進行吸附處理Mh，苯酚去除率達90% ；多孔炭的投加量增至0. 20g時，苯酚去除率達到98%。
權利要求
1.一種提高多孔炭中孔率的方法，以多孔炭為原料，先後經過雙氧水浸漬處理、二次炭化和二次活化，提高多孔炭的中孔率；其特徵在於具體步驟如下(1)、用蒸餾水將多孔炭衝洗乾淨，烘乾；O)、將烘乾後的多孔炭在雙氧水中浸漬，過濾，然後烘乾；(3)、將浸漬並乾燥後的多孔炭在惰性氣氛下進行二次炭化； 、對炭化後多孔炭進行二次活化，製得中孔率提高的多孔炭。
2.根據權利要求1所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於所用雙氧水的質量濃度為5 30%。
3.根據權利要求2所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於二次炭化溫度範圍為600 950°C。
4.根據權利要求3所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於二次活化以水蒸氣為活化介質。
5.根據權利要求4所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於惰性氣氛為氮氣、氦氣或氬氣。
6.根據權利要求5所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於將多孔炭用蒸餾水充分衝洗，洗滌後多孔炭在105 150°C下烘乾12 36h。
7.根據權利要求6所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於乾燥後的多孔炭在雙氧水中浸漬3 釙，然後在80 120°C下烘乾8 12h。
8.根據權利要求7所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於浸漬並乾燥後的多孔炭在氮氣氣氛下以1 5°C /min升溫，恆溫10 60min進行二次炭化。
9.根據權利要求8所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於活化溫度為 700 950°C，活化時間為30 90min。
10.根據權利要求9所述的一種提高多孔炭中孔率的方法，其特徵在於多孔炭採用椰殼基多孔炭。
全文摘要
本發明涉及一種提高多孔炭中孔率的方法，屬於材料科學與環境科學交叉領域。本發明以多孔炭為原料，經過雙氧水浸漬處理、二次炭化和二次活化，提高多孔炭的中孔率。具體步驟如下(1)用蒸餾水將多孔炭衝洗乾淨，烘乾；(2)將烘乾後的多孔炭在雙氧水中浸漬，過濾，然後烘乾；(3)將浸漬並乾燥後的多孔炭在惰性氣氛下進行二次炭化；(4)對炭化後多孔炭進行二次活化，製得中孔率提高的多孔炭。該多孔炭對水中有機汙染物具有很好的去除效果，有助於促進多孔炭在水質淨化中的工業化應用。
文檔編號B01J20/30GK102500319SQ20111032925
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者吳明鉑, 朱文慧, 李士斌, 梁吉雷, 滕傳亮, 譚明慧, 鄭經堂, 郭寧 申請人:中國石油大學(華東)