一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其工艺过程为：将预处理得到木质活性炭初料与介孔硅初料在混捏机上进行捏合，之后用活塞式挤压造粒机制造出粒径为2‑5mm的样品一，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，之后进行定型8‑36小时得到样品二，对所述样品二进行活化，活化气氛为氧气浓度低于2%，时间为0.5‑2小时得到样品三，对所述样品三进行漂洗，之后在120℃的条件下进行干燥得到活性炭介孔硅复合材料，该复合材料能够有效解决了吸附能力单一的问题，可以使脱硫效果大大提高。

A preparation method of activated carbon mesoporous silicon composite

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法
本专利技术涉及大气污染净化和脱硫
，具体涉及一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法。
技术介绍
随着经济发展,工业化的进程加快,环境问题愈来愈被人们所担心和重视。烟气排放量的逐年增加造成严重的大气污染,尤其是其中的SO2导致酸雨的形成,环境酸化严重,对人类的健康产生不利影响。现有技术存在一些脱硫方法，但存在反应工艺复杂，不易操作且有些脱硫材料不能循环使用的缺陷。因此，迫切需要开发一种可再生、高效的脱硫材料,如何优化脱硫同步处理系统达到成本较低、脱除效率优异,以满足工业应用和发展,已成为烟气治理领域的研究热点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术缺乏一种高效、可再生脱硫材料的不足，提供一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，该方法制备的复合材料具有吸附能力强，可循环使用的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将重量比为1:1-1:1.5的木粉与磷酸搅拌混合，保持搅拌状态将其置于干燥箱中熟化1-2小时，直至所述木粉具有可塑性，得到木质活性炭初料；（2）将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，之后将所得混合物在温度为40℃下剧烈搅拌24小时，之后将其在温度为100℃下老化24小时，最后将所得产物过滤，取得的固体产物为介孔硅初料；（3）将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，之后用活塞式挤压造粒机制造出粒径为2-5mm的样品一，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，之后在温度为150-250℃下进行定型8-36小时得到样品二，对所述样品二在温度为400-500℃下进行活化，活化气氛为氧气浓度低于2%，时间为0.5-2小时得到样品三，对所述样品三进行漂洗，之后在120℃的条件下进行干燥得到活性炭介孔硅复合材料。进一步地，步骤（1）中，所述磷酸浓度为65-85%。进一步地，步骤（1）中，所述干燥箱温度为150-200℃。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，具体为所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物与所述蒸馏水的重量比为1:10。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为3mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，具体为所述盐酸与所述蒸馏水的重量比为1:5。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，具体为所述正硅酸四乙酯与所述蒸馏水的重量比为9：40。进一步地，步骤（3）中，将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，捏合温度为70-90℃。进一步地，步骤（3）中，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，预干温度为90-150℃。进一步地，步骤（3）中，对所述样品三进行漂洗，具体为将所述样品三用低浓度的磷酸进行酸回收，之后用清水加热煮沸3-5次，最后用活水漂洗4-5h。进一步地，上述制备方法得到的活性炭介孔硅复合材料用于对大气中的硫化物的去除。本专利技术的制备方法生产工艺简单，可以适用了工业大批量使用，并且活性炭具有丰富的微孔结构,比表面积很大,吸附能力强,而介孔硅主要是比表面积较小，本专利技术制备的活性炭介孔硅复合材料取两者所长，具有微孔和介孔,材料的孔结构更丰富,对大分子和小分子都有吸附能力,解决了活性炭仅对小分子化合物吸附能力强,吸附性能单一，介孔材料吸附能力弱的问题，可以使脱硫效果大大提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术活性炭介孔硅复合材料的制备方法的步骤流程图。具体实施方式下面通过对各实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下，本专利技术的实施方式参照附图1进行说明。如图1所示，本专利技术实施例提供一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其工艺过程为：步骤（1）将重量比为1:1-1:1.5的木粉与磷酸搅拌混合，保持搅拌状态将其置于干燥箱中熟化1-2小时，直至所述木粉具有可塑性，得到木质活性炭初料；步骤（2）将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，之后将所得混合物在温度为40℃下剧烈搅拌24小时，之后将其在温度为100℃下老化24小时，最后将所得产物过滤，取得的固体产物为介孔硅初料；步骤（3）将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，之后用活塞式挤压造粒机制造出粒径为2-5mm的样品一，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，之后在温度为150-250℃下进行定型8-36小时得到样品二，定型过程中适当延长时间有助于提升活性炭介孔硅复合脱硫剂对SO2的吸附性能，对所述样品二在温度为400-500℃下进行活化，活化气氛为氧气浓度低于2%，时间为0.5-2小时得到样品三，对所述样品三进行漂洗，之后在120℃的条件下进行干燥得到活性炭介孔硅复合材料。进一步地，步骤（1）中，所述磷酸浓度为65-85%。进一步地，步骤（1）中，所述干燥箱温度为150-200℃。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，具体为所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物与所述蒸馏水的重量比为1:10。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为3mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，具体为所述盐酸与所述蒸馏水的重量比为1:5。进一步地，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，具体为所述正硅酸四乙酯与所述蒸馏水的重量比为9：40。进一步地，步骤（3）中，将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，捏合温度为70-90℃。进一步地，步骤（3）中，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，预干温度为90-150℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将重量比为1:1-1:1.5的木粉与磷酸搅拌混合，保持搅拌状态将其置于干燥箱中熟化1-2小时，直至所述木粉具有可塑性，得到木质活性炭初料；/n（2）将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，之后将所得混合物在温度为40℃下剧烈搅拌24小时，之后将其在温度为100℃下老化24小时，最后将所得产物过滤，取得的固体产物为介孔硅初料；/n（3）将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，之后用活塞式挤压造粒机制造出粒径为2-5mm的样品一，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，之后在温度为150-250℃下进行定型8-36小时得到样品二，对所述样品二在温度为400-500℃下进行活化，活化气氛为氧气浓度低于2%，时间为0.5-2小时得到样品三，对所述样品三进行漂洗，之后在120℃的条件下进行干燥得到活性炭介孔硅复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将重量比为1:1-1:1.5的木粉与磷酸搅拌混合，保持搅拌状态将其置于干燥箱中熟化1-2小时，直至所述木粉具有可塑性，得到木质活性炭初料；
（2）将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解于蒸馏水中，随后加入溶度为2mol/L的盐酸溶液并搅拌2小时，之后加入正硅酸四乙酯并搅拌15分钟，之后将所得混合物在温度为40℃下剧烈搅拌24小时，之后将其在温度为100℃下老化24小时，最后将所得产物过滤，取得的固体产物为介孔硅初料；
（3）将所述木质活性炭初料和所述介孔硅初料在混捏机上进行捏合30-60分钟，之后用活塞式挤压造粒机制造出粒径为2-5mm的样品一，将所述样品一进行预干处理使所述样品一硬化，之后在温度为150-250℃下进行定型8-36小时得到样品二，对所述样品二在温度为400-500℃下进行活化，活化气氛为氧气浓度低于2%，时间为0.5-2小时得到样品三，对所述样品三进行漂洗，之后在120℃的条件下进行干燥得到活性炭介孔硅复合材料。


2.根据权利要求1所述的活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述磷酸浓度为65-85%。


3.根据权利要求1所述的活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述干燥箱温度为150-200℃。


4.根据权利要求1所述的活性炭介孔硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国杰，张琪琦，刘俊，李俊华，刘晓庆，王影，张永发，臧鹏超，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14