一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管‑分子筛复合物的制备方法：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至100‑150℃反应12‑18h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应5‑8h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于400‑600℃下高温煅烧1‑3h，即得碳纳米管‑分子筛复合物。有首先对分子筛进行酸化处理，优化其性能，使得碳纳米管能够在模板剂的导向作用下更加有序、快速地进入分子筛的孔隙内表面，从而优化了水处理效果，尤其是对水中的抗生素具有较好的吸附和去除作用。

Preparation method and application of carbon nanotubes molecular sieve compound

The invention discloses a preparation method of carbon nanotube molecular sieve compound: S1, molecular sieve and phosphoric acid into a reaction kettle, the reactor of solvent molecular sieve is completely submerged, and the environmental temperature in the reaction kettle to 100 150 C 12 18h reaction, after the reaction of natural cooling to room temperature; S2, to the reactor into carbon nanotubes, and add the template in a protective atmosphere under room temperature mixing reaction of 5 8h, after the reaction, filtration products and deionized water for cleaning and drying; high temperature calcination S3, after drying the product in 400 600 C 1 3h, i.e. have molecular sieve composite carbon nanotubes. A first molecular sieve by acidification to optimize its performance, so that the carbon nanotubes can guide effect in the template under a more orderly and quickly into the molecular sieve pore surface, so as to optimize the water treatment effect, especially for water absorption with antibiotics has better removal effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合物的制备，具体涉及一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法和应用；属于新材料

技术介绍
随着工农业的迅猛发展，产生的大量废水对自然环境和人体等造成了极大危害。农业和工业废水中含有大量机污染物，例如，抗生素、腐植酸等，对环境带来了严重破坏。富含高浓度有机物的废水来源多、排放量大，未经处理或处理不完全的废水会给环境造成极大的危害。因此，高浓度有机污染物的处理现已备受人们的关注，我国已将有机物纳入“十二五”的总量控制指标中。1932年，McBain提出了“分子筛”的概念。分子筛具体是指具有均匀的微孔、其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，因此在治理水污染
得到了较为广泛的应用。申请号为201010215681.5的专利技术专利公开了一种分子筛蜂窝材料及其制备方法。该蜂窝材料的组成及质量百分含量为：分子筛80～70％，粘结剂15～20％，稀酸5～10％。利用分子筛制备成蜂窝状材料，可对NO、NO2、VOCs、NH3、H2S和SO2等有害气体进行高效吸附净化，同时也可作为污水净化材料和催化剂载体。该材料具有加工工艺简单、阻力小、比表面积大、吸附容量大、稳定性好、成本低可重复再生使用等优点。该分子筛蜂窝材料可作为废气和废液的净化材料，同时也可作为催化剂载体，可广泛应用在环保、石油化工和催化等领域。但是，研究表明，该分子筛蜂窝材料在对水中抗生素等有机污染物的去除上尚有不足，有待改进。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，该复合物能够在水处理领域得到较好的应用。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，包括如下步骤：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至100-150℃反应12-18h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应5-8h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于400-600℃下高温煅烧1-3h，即得碳纳米管-分子筛复合物。优选地，前述磷酸的摩尔浓度为0.5-3mol/L。更优选地，前述每毫升磷酸中加入0.05-0.5g分子筛。再优选地，前述溶剂为蒸馏水或乙醇。进一步优选地，前述碳纳米管与分子筛的质量比为1-5:1。更进一步优选地，前述模板剂选自四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵或三乙胺。再进一步优选地，前述保护气氛为氮气或氩气。本专利技术的有益之处在于：本专利技术首先对分子筛进行酸化处理，优化其性能，使得碳纳米管能够在模板剂的导向作用下更加有序、快速地进入分子筛的孔隙内表面，从而优化了水处理效果，尤其是对水中的抗生素具有较好的吸附和去除作用。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作具体的介绍。本专利技术中无特殊说明，所有原料均为市购。实施例1本实施例的碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，包括如下步骤：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至100℃反应12h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应5h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于400℃下高温煅烧1h，即得碳纳米管-分子筛复合物。其中，磷酸的摩尔浓度为0.5mol/L，每毫升磷酸中加入0.05g分子筛。溶剂为蒸馏水，碳纳米管与分子筛的质量比为1:1；模板剂为四丙基氢氧化铵；保护气氛为氮气。实施例2本实施例的碳纳米管-分子筛复合物的制备方法与实施例1大致相似，主要区别在于各工艺条件，具体如下：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至120℃反应15h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应6h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于500℃下高温煅烧2h，即得碳纳米管-分子筛复合物。其中，磷酸的摩尔浓度为2mol/L，每毫升磷酸中加入0.3g分子筛。，溶剂为乙醇，碳纳米管与分子筛的质量比为3:1；模板剂为四丙基溴化铵；保护气氛为氩气。实施例3本实施例的碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，包括如下步骤：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至150℃反应18h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应8h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于600℃下高温煅烧3h，即得碳纳米管-分子筛复合物。其中，磷酸的摩尔浓度为3mol/L，每毫升磷酸中加入0.5g分子筛。，溶剂为蒸馏水，碳纳米管与分子筛的质量比为5:1；模板剂为三乙胺；保护气氛氩气。对比例本对比例的碳纳米管-分子筛复合物的制备方法与实施例1的区别在于未对分子筛进行酸化处理，具体如下：S1、将分子筛投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至120℃反应15h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应6h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于500℃下高温煅烧2h，即得碳纳米管-分子筛复合物。其中，溶剂为乙醇，碳纳米管与分子筛的质量比为3:1；模板剂为四丙基溴化铵；保护气氛为氩气。性能检测将实施例1-3及对比例的产物应用于水处理中，重点检测对水中抗生素的去除率，结果如下：序号实施例1实施例2实施例3对比例水中抗生素去除率95％96.3％95.8％72％表1实施例1-3及对比例的产品性能检测对比由表1可见，通过对分子筛进行预先酸化处理，然后再与碳纳米管复合后，得到的复合物对水中抗生素具有95％以上的去除率，而未经酸化处理的分子筛得到的产品，性能明显劣于本专利技术的产品，这可能是由于未经酸化处理的分子筛中存在较多杂质，影响模板剂对碳纳米管的导向作用，进而影响了最终的产品性能。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管‑分子筛复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至100‑150℃反应12‑18h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应5‑8h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于400‑600℃下高温煅烧1‑3h，即得碳纳米管‑分子筛复合物。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将分子筛与磷酸投入反应釜中，反应釜中的溶剂将分子筛完全浸没，而后将反应釜内环境升温至100-150℃反应12-18h，反应完毕后自然降温至室温；S2、向反应釜中投入碳纳米管，并加入模板剂，在保护气氛环境下常温搅拌反应5-8h，反应完毕后，过滤出产物并用去离子水清洗、干燥；S3、干燥后的产物置于400-600℃下高温煅烧1-3h，即得碳纳米管-分子筛复合物。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管-分子筛复合物的制备方法，其特征在于，所述磷酸的摩尔浓度为0.5-3mol/L。3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管-分子筛复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘峥嵘，
申请(专利权)人：句容亿格纳米材料厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32