含稀土的椰壳活性炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含稀土的椰壳活性炭的制备方法。本发明专利技术的方法包括如下步骤：(1)将镧土化合物、铈化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末混合均匀，得到混合物；(2)将该混合物在380～580℃下进行碳化，以得到第一碳化产物；(3)将第一碳化产物在620～780℃下进行碳化，然后冷却至室温，以得到第二碳化产物；(4)将第二碳化产物研磨为碳粉，将其与碱金属化合物混合，然后在350～800℃活化，以得到活化产物；(5)将活化产物经过处理得到活性炭产物。本发明专利技术的方法将至少两种稀土化合物与椰壳粉末直接混合来制造稀土活性炭，显著提高稀土‑活性炭复合物的稳定性。

Preparation method of coconut shell activated carbon containing rare earth

The invention discloses a preparation method of coconut shell activated carbon containing rare earth. The method of the invention comprises the following steps: (1) the earth lanthanum compounds, cerium compounds, alkaline earth metal compounds and the coconut shell powder are uniformly mixed to obtain a mixture; (2) the mixture in 380 ~ 580 DEG C under carbonization, to obtain the first carbonization product; (3) the first carbon products in 620 ~ 780 DEG C under carbonization, then cooled to room temperature to obtain second carbonized products; (4) second carbonized products for grinding toner, the alkali metal compound, and then activated at 350 to 800 DEG C, to obtain the activation product; (5) the activation products after processing to obtain active carbon products. The method of the invention will be at least two kinds of rare earth compounds and the coconut shell powder mixed to produce rare earth activated carbon, activated carbon significantly improve the stability of rare earth complexes.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含稀土的椰壳活性炭的制备方法，尤其是可用于过滤自来水的含稀土的椰壳活性炭的制备方法，还涉及所述含稀土的椰壳活性炭。
技术介绍
随着人们生活水平的提高以及水环境污染的出现，人们对于水质提出了更高的要求。活性炭作为一种过滤材料，已经广泛应用于水处理工艺中。活性炭是一种多孔材料，具有巨大的比表面积，因而可以吸附水中的悬浮物等杂质；但是对于水中的一些有机物的吸附能力则比较弱。在活性炭中引入稀土元素，可以提高其降解水中有机物的能力。目前，已经出现了用于水处理工艺的负载稀土的活性炭。例如，CN105214641A公开一种稀土复合物的制备方法：选取Ce、Zr、La、Pr、Nd、Yb等的化合物为前驱体，分别制备三元、四元及多元的稀土复合物；将粉状多孔活性炭置于相应的前驱体溶液中，然后搅拌，吸附一定时间后再添加沉淀剂对混合物进行沉淀，调节适当pH值，沉淀完全后，陈化，再过滤洗涤，烘干后在高温下煅烧。又如，CN105645558A公开了一种工业循环水的催化湿式氧化处理方法，其中使用的催化剂包括载体和活性金属组分，其中以过渡金属和稀土金属为活性金属组分，载体是以150目～300目的活性炭为核、以无定形硅铝为壳。该催化剂通过如下方式制备：在无定形硅铝成胶过程中，引入150～300目的活性炭打浆形成的浆液，得到的成胶后的物料进行老化、过滤、洗涤、干燥，制成催化剂载体，在催化剂载体上浸渍金属组分，然后干燥，在惰性气体保护下焙烧，得到催化湿式氧化催化剂。再如，CN104496011B公开了一种稀土-活性炭生物催化氧化污泥的制备方法：取稀土矿石生产中含混合稀土氧化物5wt％～10wt％的废渣，将所述的废渣和重量比浓度为10％～60％的盐酸按照重量比1∶1～4混合，充分搅拌活化6～12小时，静置沉淀，固液分离，所述的固体即为混合稀土氧化物；取活性污泥，加入活性炭粉末和混合稀土氧化物，搅拌2.5～3.5h，停止搅拌1.5～2.5h，停止搅拌时，活性炭粉末及混合稀土氧化物漂浮在水面，重复进行搅拌和停止搅拌的步骤，2～7天后，停止搅拌时，活性炭粉末及混合稀土氧化物不再上浮，除去上面的水层，得到稀土-活性炭生物催化氧化污泥。上述方法都是将含稀土元素的化合物与活性炭成品混合或者将含稀土元素的化合物浸渍于活性炭成品上，因而稀土元素与活性炭的附着力不强，导致稀土元素容易从活性炭中渗出，因而其稳定性不高。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本申请的专利技术人进行了深入研究，发现将至少两种稀土化合物与椰壳粉末直接混合来制造稀土-活性炭可以显著提高稀土-活性炭复合物的稳定性，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种稀土-活性炭的制备方法，其工艺简单，可以获得稳定性更高的稀土-活性炭复合物。本专利技术的另一个目的在于提供上述方法制备的稀土-活性炭复合物，其中的稀土元素不容易从活性炭中渗出。此外，经本专利技术的稀土-活性炭复合物过滤后的饮用水具有更好的口感。本专利技术的如下技术方案可以实现上述目的。本专利技术提供一种含稀土的椰壳活性炭的制备方法，包括如下步骤：(1)将稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末混合均匀，得到混合物，所述的稀土化合物包括铈化合物和镧化合物；(2)将该混合物在380～580℃下进行碳化，以得到第一碳化产物；(3)将第一碳化产物在620～780℃下进行碳化，然后冷却至室温，以得到第二碳化产物；(4)将第二碳化产物研磨为碳粉，将其与碱金属化合物混合，然后在350～800℃活化，以得到活化产物；(5)将活化产物经过处理得到活性炭。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(1)中，稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末的重量比为0.2～8：2～10：100；其中，所述铈化合物和所述镧化合物的重量比为0.5～5：1。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(1)中，所述的铈化合物选自硝酸铈铵、硝酸铈、硫酸亚铈、硫酸铈、碳酸铈、氧化铈、醋酸铈或草酸铈的一种或多种；所述的镧化合物选自氯化镧、硝酸镧、硫酸镧、碳酸镧或氧化镧的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(1)中，所述的碱土金属化合物选自碱土金属的氧化物、氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、磷酸盐、碳酸盐、硫化物、硫酸盐或硝酸盐。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(1)中，所述的椰壳粉末的平均粒径为5～500目。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(4)中，所述的碱金属化合物选自氢氧化钠或氢氧化钾；所述的碱金属化合物的用量为碳粉重量的2～5倍。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(2)中，将该混合物以6～20℃/小时升温至380～580℃，在该温度下保温5～20小时后得到第一碳化产物；在步骤(3)中，将所述的第一碳化产物以30～80℃/小时升温至620～780℃，保温0.5～3小时，然后自然冷却至室温，得到第二碳化产物。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(4)中，将所述的第二碳化产物研磨为平均粒径为20～500微米的碳粉，将该碳粉与碱金属化合物混合均匀，并装入容器中；将该容器在活化炉中加热，以3～10℃/分钟的加热速率升温至350～550℃，在该温度下保持30～100分钟，在750～850℃下加热10～60分钟，然后在保护气体的保护下冷却至室温，得到活化产物。根据本专利技术的制备方法，优选地，在步骤(5)中，所述的处理为：将所述活化产物用0.6～3mol/L的盐酸中和，然后用0.06～0.3mol/L的盐酸洗涤，再用水洗涤；将所述洗涤产物用热空气流干燥，过筛后得到活性炭。本专利技术还提供上述制备方法获得的活性炭，所述活性炭的平均粒径为20～500微米，比表面积为500～2800m2/g，并含有0.1～0.8wt％的铈和0.1～0.9wt％的镧。本专利技术将至少两种稀土化合物与制造活性炭的原料直接混合来制造稀土-活性炭复合物，这样在活性炭的形成过程中就将稀土元素置于活性炭的主体结构中。与传统的制备工艺和使用单一稀土元素的制备工艺相比，本专利技术的方法可以使得稀土元素与活性炭的结合更加牢固，因而显著提高稀土-活性炭复合物的稳定性。此外，经过本专利技术的椰壳活性炭过滤的饮用水的口感更好。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。<活性炭的制备方法>本专利技术的含稀土的椰壳活性炭的制备方法包括多个步骤：(1)混合步骤；(2)第一碳化步骤；(3)第二碳化步骤；(4)活化步骤；(5)后处理步骤。本专利技术的步骤(1)为混合步骤：将稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末混合均匀，得到混合物。本专利技术的稀土化合物包括铈化合物和镧化合物。作为优选，所述的稀土化合物由铈化合物和镧化合物组成。本专利技术的椰壳粉末的平均粒径可以为5～500目；优选为50～350目；更优选为100～300目。混合的方式并没有特别限制，只要它们均匀混合即可。例如，将稀土化合物粉末、碱土金属化合物粉末加入椰壳粉末中，然后搅拌获得混合物。搅拌方式并没有特别限制，可以使用亨舍尔混合机、V型混合机等。根据本专利技术的一个具体实施方式，将稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末在氮气、氩气等惰性气体保护下混合均匀，得到混合物。在上述步骤中，稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末的重量比可以为0.2～8：2～10：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含稀土的椰壳活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末混合均匀，得到混合物，所述的稀土化合物包括铈化合物和镧化合物；(2)将该混合物在380～580℃下进行碳化，以得到第一碳化产物；(3)将第一碳化产物在620～780℃下进行碳化，然后冷却至室温，以得到第二碳化产物；(4)将第二碳化产物研磨为碳粉，将其与碱金属化合物混合，然后在350～800℃活化，以得到活化产物；(5)将活化产物经过处理得到活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种含稀土的椰壳活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末混合均匀，得到混合物，所述的稀土化合物包括铈化合物和镧化合物；(2)将该混合物在380～580℃下进行碳化，以得到第一碳化产物；(3)将第一碳化产物在620～780℃下进行碳化，然后冷却至室温，以得到第二碳化产物；(4)将第二碳化产物研磨为碳粉，将其与碱金属化合物混合，然后在350～800℃活化，以得到活化产物；(5)将活化产物经过处理得到活性炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，稀土化合物、碱土金属化合物与椰壳粉末的重量比为0.2～8：2～10：100；其中，所述铈化合物和所述镧化合物的重量比为0.5～5：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的铈化合物选自硝酸铈铵、硝酸铈、硫酸亚铈、硫酸铈、碳酸铈、氧化铈、醋酸铈或草酸铈的一种或多种；所述的镧化合物选自氯化镧、硝酸镧、硫酸镧、碳酸镧或氧化镧的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的碱土金属化合物选自碱土金属的氧化物、氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氟化物、磷酸盐、碳酸盐、硫化物、硫酸盐或硝酸盐。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的椰壳粉末的平均粒径为5～500目。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉琴，
申请(专利权)人：宋玉琴，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15