一種多孔半焦吸附材料的製備方法

2023-10-17 15:24:34 3

專利名稱：一種多孔半焦吸附材料的製備方法
技術領域：
本發明公開了ー種多孔半焦吸附材料的製備方法及應用，具體涉及ー種基於剰餘汙泥的多孔半焦吸附材料的製備方法及其對環境中汙染物的吸附的應用。
背景技術：
吸附技術是ー種常見的環境汙染控制技術，它具有物理吸附和化學吸附雙重特性，可以有選擇性的吸收氣相、液相中的各種物質，以達到脫色精製、消毒除臭和去汙提純的目的。目前，吸附技術被廣泛應用於各種有機汙染物的去除與回收，環保工程廢水、生活廢水淨化、脫色、除臭、降C0D，エ業用水，醫藥用水浄化，以及化工產品、食品添加劑的淨化、除臭、除雜等。吸附劑的多孔結構及表面化學特性，成為 決定吸附技術應用的重要因素。近年來，大量研究致力於增加吸附劑的比表面積和對吸附劑的表面性質進行改性，從而達到改善吸附性能的目的。通過插入模板劑合成多孔吸附材料或者利用活化的方法製備多孔吸附材料被廣大學者所關注，另外，需找ー種廉價的製備吸附劑的原材料，成為廣大研究者備受關注的熱點問題。剩餘汙泥作為ー種廉價的原材料，已被用於製備疏水的半焦吸附劑。這些汙泥半焦是大部分在500 V條件下加熱焦化制的，有少數也焦化後再進行了活化，因此目前的半焦吸附劑比表面比較小，一般小於300 m2 g-1,嚴重製約著其應用範圍。

發明內容
本發明的目的在於克服目前汙泥半焦吸附材料表面積低、對汙染物的吸附量少的問題，提供一種製備溫度低、比表面積大的多孔半焦吸附材料的製備方法。為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案，
ー種多孔半焦吸附材料的製備方法，包括以下步驟，
(1)稱取模板劑並將其溶解，溶液的濃度為0.1-0. 25 mo IF1 ；
(2)將乾燥後的活性汙泥粉末浸潰在含有模板劑溶液中，振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，攪拌加熱乾燥；
(3)將步驟(2)中得到的粉末放入管式電阻爐中，在200-600°C條件下，炭化0.I-IOh ；
(4)稱取活化劑並將其溶解，溶液的濃度為0.3-0. 8 mo IF1 ；
(5)將步驟(3)中得到的粉末放入活化劑溶液中浸潰10-30h後乾燥，將乾燥後粉末在200-600°C條件下炭化0. l-10h，將炭化後的粉末碾磨得到多孔半焦吸附材料。通過該方法獲得半焦吸附材料具有介孔和微孔，比表面積大，吸附效果好。上述模板劑包括包括殼聚糖、澱粉、檸檬酸、馬來酸、酒石酸、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨和碳酸氫鈉。上述活化劑包括KOH，H3PO4, ZnCl2, FeCl3, MgO。所述步驟(5)中，將炭化後的粉末碾磨至粒徑小於100目。
採用上述多孔半焦吸附材料的製備方法所製備的多孔半焦吸附材料。採用上述多孔半焦吸附材料的製備方法所製備的多孔半焦吸附材料在環境保護中的應用。本發明的有益效果，採用本發明方法製備的多孔半焦吸附材料比表面積大，吸附效果好，成本低廉，加工エ藝簡単。
具體實施例方式以下通過實施例進ー步說明本發明的內容。實施例I 稱取檸檬酸，製作成濃度為0. I moir1的模板劑溶液，稱取40g汙泥作為原料，將汙泥放入模板劑溶液並振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，70°C攪拌加熱，烘乾其中的水分，得到乾燥混合汙泥粉。將混合汙泥粉放入氮氣保護的管式電阻爐中，在200-600°C條件下，熱解2 h，然後再把熱解得到的混合汙泥粉浸泡在0.5 moir1的氯化鋅溶液中浸潰24 h並乾燥，再放入氮氣保護的管式電阻爐中，在500°C條件下，炭化2 h，碾磨成粉末狀，過100目篩，得到多孔半焦吸附材料。這些半焦吸附材料的孔隙率為0.6，比表面積為650 m2 g_\對亞甲基藍的吸附量達到210 mg g'實施例2
稱取碳酸氫鈉，製作成濃度為0. 2 moir1的模板劑溶液,稱取40g汙泥作為原料,將汙泥放入模板劑溶液並振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，70°C攪拌加熱，烘乾其中的水分，得到乾燥混合汙泥粉。將混合汙泥粉放入氮氣保護的管式電阻爐中，在200-600°C條件下，熱解2 h，然後再把熱解得到的混合汙泥粉浸泡在0.6 moir1的氯化鋅溶液中浸潰24 h並乾燥，再放入氮氣保護的管式電阻爐中，在500°C條件下，炭化2 h，碾磨成粉末狀，過100目篩，得到多孔半焦吸附材料。這些半焦吸附材料的孔隙率為0.7，比表面積為630 m2 g_\對亞甲基藍的吸附量達到0.6g g'實施例3
稱取酒石酸，製作成濃度為0. 25 moir1的模板劑溶液,稱取40g汙泥作為原料,將汙泥放入模板劑溶液並振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，70°C攪拌加熱，烘乾其中的水分，得到乾燥混合汙泥粉。將混合汙泥粉放入氮氣保護的管式電阻爐中，在200-600°C條件下，熱解2 h，然後再把熱解得到的混合汙泥粉浸泡在0.5 moir1的H3PO4溶液中浸潰24 h並乾燥，再放入氮氣保護的管式電阻爐中，在500°C條件下，炭化2 h，碾磨成粉末狀，過100目篩，得到多孔半焦吸附材料。這些半焦吸附材料的孔隙率為0.5，比表面積為550 m2 g_\對亞甲基藍的吸附量達到300 mg g'
權利要求
1.一種多孔半焦吸附材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟， (1)稱取模板劑並將其溶解得到模板劑溶液，溶液的濃度為0.1-0. 25 mo IF1 ； (2)將乾燥後的活性汙泥粉末浸潰在模板劑溶液中，振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，攪拌加熱乾燥；(3)將步驟(2)中得到的粉末放入管式電阻爐中，在200-600°C條件下，炭化0.I-IOh ； (4)稱取活化劑並將其溶解，溶液的濃度為0.3-0. 8 mo IF1 ； (5)將步驟(3)中得到的粉末放入活化劑溶液中浸潰10-30h後搖勻乾燥，將乾燥後粉末在200-600°C條件下炭化0. l-10h，將炭化後的粉末碾磨得到多孔半焦吸附材料。
2.如權利要求I所述的多孔半焦吸附材料的製備方法，其特徵在於，所述模板劑包括殼聚糖、澱粉、檸檬酸、馬來酸、酒石酸、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨和碳酸氫鈉。
3.如權利要求I所述的多孔半焦吸附材料的製備方法，其特徵在於，所述活化劑包括KOH, H3PO4, ZnCl2, FeCl3, MgO0
4.如權利要求I所述的多孔半焦吸附材料的製備方法，其特徵在於，所述步驟(5)中，將炭化後的粉末碾磨至粒徑小於100目。
5.一種如權利要求1-4所述的多孔半焦吸附材料的製備方法所製備的多孔半焦吸附材料。
6.一種如權利要求1-4所述的多孔半焦吸附材料的製備方法所製備的多孔半焦吸附材料在環境保護中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種多孔半焦吸附材料的製備方法，包括以下步驟，(1)稱取模板劑並將其溶解，溶液的濃度為0.1-0.25moll-1；(2)將乾燥後的活性汙泥粉末浸漬在含有模板劑溶液中，振蕩搖勻，然後放入磁力攪拌器中，攪拌加熱乾燥；(3)將步驟(2)中得到的粉末放入管式電阻爐中，在200-600℃條件下，炭化0.1-10h；(4)稱取活化劑並將其溶解，溶液的濃度為0.3-0.8moll-1；(5)將步驟(3)中得到的粉末放入活化劑溶液中浸漬10-30h後乾燥，將乾燥後粉末在200-600℃條件下炭化0.1-10h，將炭化後的粉末碾磨得到多孔半焦吸附材料。通過該方法獲得半焦吸附材料具有介孔和微孔，比表面積大，吸附效果好。
文檔編號B01J20/28GK102764631SQ201210245088
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者孔令軍, 熊亞, 田雙紅, 羅榮書 申請人:中山大學