多孔吸附材料的再生方法技术

本申请公开了一种多孔吸附材料的再生方法，该方法至少包括步骤：a)将待处理多孔吸附材料进行脱水处理，得到中间产物；b)对所述中间产物进行激光照射处理，即可使所述待处理多孔吸附材料再生。本申请使用的激光设备能够输出高峰值功率的激光，吸附污物的多孔吸附材料吸收激光能量后在极短的时间内温度上升到很高的温度，使其中吸附的有机物直接解吸或受热分解，多孔吸附材料中的孔隙实现解吸，从而实现多孔材料的再生。

Regeneration of porous adsorption materials

【技术实现步骤摘要】
多孔吸附材料的再生方法
本申请涉及多孔吸附材料的再生方法，属于化学化工领域。
技术介绍
由于多孔吸附材料内部存在大量的空隙或孔洞，其比表面积极大，能够作为优良的载体而大量应用于化工、环保等领域。在多孔吸附材料的使用中，希望其作为稳定的载体，能够尽可能满足多次循环使用，为了达成这一目标，就需要采取一些措施对使用后的多孔吸附材料进行再生处理，例如化学药剂处理、加热处理等。由这些常规方式处理的多孔吸附材料，有可能面临多孔吸附材料性能下降、能耗高、污染环境等问题。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种多孔吸附材料的再生方法，多孔吸附材料在吸附了有机体后达到相对饱和状态，无法继续吸附，此时将多孔吸附材料进行沉淀、脱水处理，再以所述激光照射，利用激光产生的瞬间高温、高压使多孔吸附材料中吸附的有机体解吸或分解，从而实现多孔吸附材料的再生。所述多孔吸附材料的再生方法，至少包括步骤：a)将待处理多孔吸附材料进行脱水处理，得到中间产物；b)对所述中间产物进行激光照射处理，即可使所述待处理多孔吸附材料再生。可选地，所述待处理多孔吸附材料为吸附污染物的多孔吸附材料；所述污染物包括有机污染物；所述多孔吸附材料包括硅酸盐多孔吸附材料、铝酸盐多孔吸附材料、硅铝酸盐多孔吸附材料、活性氧化铝中的至少一种。可选地，所述多孔吸附材料包括硅藻土。可选地，所述硅酸盐多孔吸附材料包括微孔硅酸盐玻璃、多孔硅酸盐陶瓷中的至少一种，所述硅铝酸盐多孔吸附材料包括沸石分子筛、蛭石中的至少一种。可选地，所述激光的波长为0.266～10.6μm；优选地，所述激光的重复频率为0.001～30kHz；优选地，所述激光的脉冲宽度大于0ms且小于1ms；优选地，所述激光能量密度范围在0.01～500MW/cm2；优选地，所述激光照射在待处理多孔吸附材料上的峰值功率密度大于1kw/mm2。可选地，所述激光的频率为8-15kHz，所述激光能量密度为1MW/cm2。可选地，所述多孔吸附材料对所述激光反射率小于0.05；和/或所述待处理多孔吸附材料对所述激光反射率小于0.05；和/或在所述待处理多孔吸附材料中加入试剂后对所述激光反射率小于0.05，所述试剂吸收所述激光；所述试剂包括炭黑。可选地，所述试剂包括含稀土离子的水溶液。可选地，所述步骤a)至少包括以下步骤：a-1)获得含有待处理多孔吸附材料与水的混合物A；a-2)使所述混合物A涂布在平板上，沉淀、脱水，即可得到所述中间产物。可选地，所述平板为玻璃板。可选地，在所述混合物A中，待处理多孔吸附材料与水的体积比为1：5～1：100；在所述中间产物中，待处理多孔吸附材料与水的体积比为1：1～20：1。优选地，在所述混合物A中，待处理多孔吸附材料与水的体积比为1：10；可选地，在所述中间产物中，待处理多孔吸附材料与水的体积比为5：1～10：1。可选地，在步骤a-2)中，所述中间产物在所述平板上的厚度为0.1～2mm。优选地，在步骤a-2)中，所述中间产物在所述平板上的厚度为0.5mm。可选地，所述步骤b)至少包括以下步骤：在激光的照射下，将载有所述中间产物的平板沿第一方向移动，同时，所述激光沿第二方向移动，即可使所述待处理多孔吸附材料再生；其中，所述第一方向与第二方向垂直。优选地，平板沿第一方向的移动速度为0.1～10cm/s；所述激光沿第二方向的移动速度为0.001～100m/s。可选地，在再生过程中加载外场，所述外场选自温场、磁场、声场、微波中的任意一种或几种。可选地，平板沿第一方向的移动速度为1～5cm/s。可选地，光纤激光器和/或CO2激光器发出所述激光。本申请能产生的有益效果包括：(1)本申请所提供的多孔吸附材料的再生方法，将吸附了有机体后多孔吸附材料进行沉淀、脱水处理，再以所述的高能脉冲激光照射，利用激光产生的瞬间高温、高压使多孔吸附材料中吸附的有机体解吸或分解，从而实现多孔吸附材料的再生。(2)本申请所提供的多孔吸附材料的再生方法，能够有效提高多孔吸附材料的再循环使用次数，解吸效率高，更为环保。附图说明图1是本专利技术涉及的多孔吸附材料的再生方法工作流程示意图。具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。实施方式1下面结合实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。参见图1，本专利技术使用的多孔吸附材料的再生方法，对生活污水中吸附有机污物的活性氧化铝进行再生处理。处理中使用的激光光源为1μm波长的光纤激光器，激光的重复频率为10kHz，激光的脉冲宽度约为100ns，发射的激光通过振镜扫描的方式能够在第二方向上来回扫描，激光以光学反射镜聚焦。近失效的活性氧化铝处于水相之中，首先去除部分水，使活性氧化铝与水的体积比约为1：2，随后使用搅拌装置让活性氧化铝均匀分散在水相中，得到混合物A1，使平板具有一定倾斜度地伸入混合物A1中，然后将平板缓慢拉出混合物A1中，形成的混合物A1涂布在玻璃平板上，在室温下通过静置脱水及自然蒸发的方式再次脱水至活性氧化铝与水的比约为5：1，得到中间产物1，最终在玻璃平板上形成的沉淀层厚度约为0.5mm。近失效的活性氧化铝由于吸收有机污物而呈深色，对1μm激光有较强的吸收系数。将沉淀了活性氧化铝的平板置于激光照射下，激光直接照射活性氧化铝，通过调整光学反射镜改变照射在活性氧化铝上激光光斑的面积，以此改变激光的能量密度，激光的能量密度范围为0.01～10MW/cm2。沉淀了活性氧化铝的平板以1cm/s在第一方向上移动(第一方向与第二方向垂直)，激光同时在第二方向上以1cm/s速度扫描，调节激光的能量密度为0.1MW/cm2，使激光脉冲能够覆盖活性氧化铝沉淀层。在水相的氛围中，活性氧化铝中吸附的有机污物在瞬间吸收极高的光子能量，温度急剧上升，周围环境压力骤增，在高温、高压下，有机污物解吸或分解，吸附有机污染物的活性氧化铝颜色变浅，即可判断活性氧化铝得到再生。(通过比表面和孔隙率分析仪测量，再生后的活性氧化铝比表面积大于使用前的50％。)实施方式2本专利技术使用的多孔吸附材料的再生方法，对生活污水中吸附有机污物的活性氧化铝进行再生处理。处理中使用的激光光源为10.6μm波长的CO2激光器，激光的重复频率为10kHz，激光的脉冲宽度约为200ns，发射的激光通过振镜扫描的方式能够在第二方向上来回扫描，激光以光学反射镜聚焦。近失效的活性氧化铝处于水相之中，首先去除部分水，使活性氧化铝与水的体积比为1：2，随后使用搅拌装置让活性氧化铝均匀分散在水相中，得到混合物A2，使平板具有一定倾斜度地伸入混合物A2中，然后将平板缓慢拉出混合物A2中，形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，至少包括步骤：/na)将待处理多孔吸附材料进行脱水处理，得到中间产物；/nb)对所述中间产物进行激光照射处理，即可使所述待处理多孔吸附材料再生。/n

【技术特征摘要】
1.多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，至少包括步骤：
a)将待处理多孔吸附材料进行脱水处理，得到中间产物；
b)对所述中间产物进行激光照射处理，即可使所述待处理多孔吸附材料再生。


2.根据权利要求1所述的多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，所述待处理多孔吸附材料为吸附污染物的多孔吸附材料；
所述污染物包括有机污染物；
所述多孔吸附材料包括硅酸盐多孔吸附材料、铝酸盐多孔吸附材料、硅铝酸盐多孔吸附材料、活性氧化铝中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，所述激光的波长为0.266～10.6μm；
优选地，所述激光的重复频率为0.001～30kHz；
优选地，所述激光的脉冲宽度大于0ms且小于1ms；
优选地，所述激光能量密度范围在0.01～500MW/cm2；
优选地，所述激光照射在所述待处理多孔吸附材料上的峰值功率密度大于1kw/mm2。


4.根据权利要求3所述的多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，
所述激光的频率为8-15kHz，所述激光能量密度为1MW/cm2。


5.根据权利要求2所述的多孔吸附材料的再生方法，其特征在于，
所述多孔吸附材料对所述激光反射率小于0.05；
和/或所述待处理多孔吸附材料对所述激光反射率小于0.05；
和/或在所述待处理多孔吸附材料中加入试剂后对所述激光反射率小...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凌雄，陈瑞平，张戈，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35