一种制备超疏水活性炭的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备超疏水活性炭的方法，包括以下步骤：将二甲基硅油加入庚烷溶剂中，配成浓度为0.5mg/mL～2mg/mL的混合溶液，再向该混合溶液内加入二甲基硅油固化剂搅拌均匀，然后将活性炭倒入以上混合溶液中，待充分浸泡后，取出活性炭并自然晾干，最后将自然晾干的活性炭置于60℃～200℃下烘1～5h。本发明专利技术可以提高活性炭的比表面积；另外，就是降低了活性炭的吸水性，从而增加了气体吸附的量。

【技术实现步骤摘要】
一种制备超疏水活性炭的方法
本专利技术涉及一种超疏水活性炭的制备方法。
技术介绍
活性炭作为去除空气、水和土壤中的有害成分，早已得到了广泛的应用。但在使用的过程中，发现不同的应用场合，对活性炭的要求不一样。有很多场合要求活性炭不吸水，即具有很强的憎水性。但基于活性炭的制备方法，几乎所有的活性炭如果在没经过后续处理时都是亲水吸水的。而这对于活性炭的相关应用，是极为不利的。在去除空气中的有毒气体时，亲水的活性炭会吸附空气中的水分，有限的表面积会有大部分被水分子所占有，最终影响活性炭去除毒气的效果。同样的，在废水处理中，处理的目标是水中的有害物质，但是在吸附的过程中，由于自身的亲水性，将不可避免的会将水吸附进去，最终降低对有害物的吸附能力。因此，憎水性的活性炭显得非常重要。但已有的方法，如利用三甲基氯硅烷作为改性剂(201210476531.9)，再配合其它溶剂对活性炭进行改性，该方法非常不环保，因为三甲基氯硅烷属于剧毒物质，危险性很高，环境不友好，另外，成本和高；再如，还有专利通过高温如300℃加热道康宁SYLGARD184进而对活性炭纤维进行改性(201310284996.9)，该方法虽简单易行，但需要较高的温度，无形中会增加能耗和危险性，同时很难控制改性剂的负载量，进而会影响孔容，另外，改性前对活性炭纤维的预处理相当繁琐，工艺复杂，成本高；还有专利报道用甲醇、二甲基硅油、褐藻酸等8种物质混合物对活性炭改性(201310387341.4)，虽然得到了超疏水，但是原料组份复杂，导致工艺复杂，成本增加，很难商业化，同时，这么多的改性物，毫无疑问会堵塞活性炭的孔结构，从而降低活性炭的吸附性能。总之，已有的方法不是成本高就是不稳定，或者是不环保、原料工艺复杂、降低活性炭吸附性能，或几次使用后，就失去了憎水性等。本专利技术就是针对现存的问题，进行创新专利技术，以期得到低成本且性能稳定的憎水性活性炭。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本专利技术提供了一种制备超疏水活性炭的方法，即对活性炭进行改性，可以完全解决上述技术问题。解决上述技术问题的技术方案如下：一种制备超疏水活性炭的方法，包括以下步骤：将二甲基硅油加入庚烷溶剂中，配成浓度为0.5mg/mL～2mg/mL的混合溶液，再向该混合溶液内加入二甲基硅油固化剂搅拌均匀，然后将活性炭倒入以上混合溶液中，待充分浸泡后，取出活性炭并自然晾干，最后将自然晾干的活性炭置于60℃～200℃下烘1～5h。二甲基硅油和二甲基硅油固化剂的质量比为10:1～10:5。二甲基硅油是端基为羟基的二甲基硅油。二甲基硅油固化剂为含有硅羟基的交联剂、含有硅烷氧基的交联剂或者含有硅氢基的交联剂中的一种。本专利技术具有以下有益效果：1、成本低。本专利技术中所用的原料都是可以大规模生产的，成本很低。另外，工艺非常简单。2、本专利技术中的超疏水活性炭，具有非常好的热稳定性、化学稳定性。具有很好的使用寿命。长时间使用都不会发生性能的改变。3、本专利技术中所用的方法可以在不牺牲活性炭本身性能的前提下，对活性炭进行修饰，使其拥有超强疏水性，改性后的活性炭比表面积得到了提高。4、本专利技术的方法，改性剂组份少，只有两种，因此工艺简单，易规模化生产，另外，对改性剂的负载量可以精确控制。5、制备原料无毒，环境友好。6、制备过程需要用到的温度不超过200℃，既可以降低成本，又降低了危险性。7、改性后，可以提高活性炭的比表面积，可以提高20％以上，这是其他方法所不具备的，原因是：改性剂很薄，在大孔壁上会形成褶皱，从而增加表面积；另外，就是降低了活性炭的吸水性，从而增加了气体吸附的量。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为未改性的活性炭置于水中的示意图；图2为本专利技术的超疏水活性炭置于水中的示意图；图3为活性炭在改性前后的比表面积测试图；具体实施方式实施例1：第一步，将100mg二甲基硅油(Siliconeelastomerbase，道康宁184)加入到100ml的庚烷中；二甲基硅油是端基为羟基的二甲基硅油。第二步，在上述溶液中加入10mg二甲基硅油固化剂(siliconeelastomercuringagent，道康宁184)，持续搅拌至均匀；二甲基硅油固化剂为含有硅羟基的交联剂、含有硅烷氧基的交联剂或者含有硅氢基的交联剂中的一种。第三步，将50g活性炭加入第二步所得的溶液中，并待完全吸收后置于室温下自然晾干；第四步，将所得产品放到烘箱中，在150℃温度下干燥2h。第五步，比较处理前后活性炭的润湿情况。图1为未处理的活性炭，很明显，在倒入水中时，会有大量小气泡产生，活性炭具有很强的吸水性，最终沉入水底；而图2为处理后的活性炭，很明显，无论怎样搅拌，这些活性炭都始终浮在水面上，具有很强的憎水性。图3为改性前后的比表面积测试，改性前是830m2/g，而改性后为1240m2/g。实施例2：第一步，将10mg二甲基硅油(Siliconeelastomerbase)加入到20ml的庚烷中；第二步，在上述溶液中加入5mg二甲基硅油固化剂(siliconeelastomercuringagent)，持续搅拌至均匀；第三步，将5g活性炭加入第二步所得的溶液中，并待完全吸收后置于室温下自然晾干；第四步，将所得产品放到烘箱中，在60℃温度下干燥5h。实施例3：第一步，将100mg二甲基硅油(Siliconeelastomerbase)加入到50ml的庚烷中；第二步，在上述溶液中加入30mg二甲基硅油固化剂(siliconeelastomercuringagent)，持续搅拌至均匀；第三步，将50g活性炭加入第二步所得的溶液中，并待完全吸收后置于室温下自然晾干；第四步，将所得产品放到烘箱中，在200℃温度下干燥1h。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备超疏水活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：将二甲基硅油加入庚烷溶剂中，配成浓度为0.5mg/mL～2mg/mL的混合溶液，再向该混合溶液内加入相应二甲基硅油固化剂搅拌均匀，然后将活性炭倒入以上混合溶液中，待充分浸泡后，取出活性炭并自然晾干，最后将自然晾干的活性炭置于60℃～200℃下烘1～5h。

【技术特征摘要】
1.一种制备超疏水活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：将二甲基硅油加入庚烷溶剂中，配成浓度为0.5mg/mL～2mg/mL的混合溶液，再向该混合溶液内加入相应二甲基硅油固化剂搅拌均匀，然后将活性炭倒入以上混合溶液中，待充分浸泡后，取出活性炭并自然晾干，最后将自然晾干的活性炭置于60℃～200℃下烘1～5h。2.根据权利要求1所述的制备超疏水活...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕恒昌，
申请(专利权)人：常州碳星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32