氧化铝改性膨胀石墨吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂及其制备方法和应用，涉及吸附剂技术领域。该氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，通过向可溶性铝盐和膨胀石墨中加入分散剂得到水溶液A，然后将水溶液A与碱性物质反应，活化，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂，其中，分散剂包括碳原子数为C1‑C4的醇类，由于分散剂具有氢键，其通过连接膨胀石墨表面氢氧根离子，可改善膨胀石墨的表面性质，增加吸附活性位点，当膨胀石墨浸渍于可溶性铝盐中时，Al

Alumina modified expanded graphite adsorbent and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
氧化铝改性膨胀石墨吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及吸附剂
，尤其是涉及一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
膨胀石墨是一种多孔材料，常被用作吸附剂，在金属离子废水处理方面已受到关注，但是单一的使用膨胀石墨在应用上受到一定限制，不能取得较好的吸附效果。氧化铝尤其是γ-Al2O3，具有成本低、来源广、比表面积高、孔结构和孔径分布可调、机械强度高和热稳定性好的特点。故可采用氧化铝对膨胀石墨改性制备吸附性能优良的吸附剂。现有技术在制备氧化铝改性膨胀石墨的过程中首先采用沉淀法得到氢氧化铝/膨胀石墨，然后过滤后用热水进行清洗，再对氢氧化铝进行脱水后处理，得到氧化铝改性膨胀石墨。但是该过程中存在以下问题：(1)采用沉淀法得到氢氧化铝/膨胀石墨过程中，由于氢氧化铝分散性能相对较差，易于团聚，从而影响氢氧化铝在膨胀石墨空隙中的负载，使得最终氧化铝改性膨胀石墨中氧化铝的有效含量较低，不利于氧化铝改性膨胀石墨吸附性能的提升；(2)过滤后用热水进行清洗的过程中会有部分氢氧化铝流失，造成改性膨胀石墨中Al含量远低于理论含量。有鉴于此，特提出本专利技术以解决上述技术问题中的至少一个。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，该制备方法可提高氧化铝在膨胀石墨孔隙中的负载效果，增加改性膨胀石墨中氧化铝的有效含量，提高氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的吸附性能。本专利技术的第二目的在于提供一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂，采用上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法制得。本专利技术的第三目的在于提供一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的应用。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，包括以下步骤：提供含有可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的水溶液A；将水溶液A和碱性物质混合以使可溶性铝盐与碱性物质反应生成氢氧化铝，然后再进行分离，将分离得到的固体物质进行活化，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂；其中，所述分散剂包括碳原子数为C1-C4的醇类。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，所述分散剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的任意一种或至少两种的组合，优选包括乙醇；优选地，所述碱性物质包括氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，水溶液A中膨胀石墨的膨胀体积为180-300mL/g；优选地，水溶液A中可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的质量比为(0.1-0.6):(10-30):(0.2-2)，优选为(0.12-0.55):(12-28):(0.3-1.9)；优选地，碱性物质与水溶液A中可溶性铝盐的质量比为(20-40):(0.1-0.6)。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，将氨水滴加至水溶液A中以进行反应，碱性物质的滴加速度为2-5g/min；优选地，将水溶液A与碱性物质反应后先进行超声，再进行静置，然后再进行分离；优选地，超声的功率为480-900W，超声的时间为0.5-3h；优选地，活化的温度为80-500℃，活化的时间为3-10h。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，水溶液A中，可溶性铝盐包括硝酸铝、氯化铝或硫酸铝中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述膨胀石墨包括天然鳞片石墨。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，所述膨胀石墨的制备方法，包括以下步骤：使鳞片石墨、插层剂和氧化剂发生反应后再进行分离，将分离得到的石墨中间产物干燥，微波膨胀，得到膨胀石墨。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，所述鳞片石墨、插层剂和氧化剂的质量比为1:(10-25):(0.1-0.6)；优选地，所述插层剂包括硝酸和磷酸，硝酸和磷酸的体积比为1：(0.5-3)；优选地，所述氧化剂包括高锰酸钾；优选地，反应温度为30-60℃，反应时间为10-80min；优选地，微波膨胀的功率为650-900W，微波膨胀的时间为10-120s。进一步的，在本专利技术上述技术方案的基础上，所述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法包括以下步骤：(a)提供含有可溶性铝盐、乙醇和膨胀石墨的水溶液A；其中，可溶性铝盐、乙醇和膨胀石墨的质量比为(0.1-0.6):(10-30):(0.2-2)，膨胀石墨的膨胀体积为180-300mL/g；(b)将氨水滴加至水溶液A中以使溶性铝盐与氨水反应生成氢氧化铝，滴加结束后进行超声，静置，然后再于15-25℃进行分离，将分离得到的改性膨胀石墨中间产物于80-500℃下活化3-10h，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂。本专利技术还提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂，采用上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法制得。本专利技术还提供了上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂在水处理领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术提供的氧化铝改性膨胀石墨吸附剂及其制备方法和应用具有以下技术效果：(1)本专利技术提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，通过向可溶性铝盐和膨胀石墨中加入分散剂得到水溶液A，然后将水溶液A与碱性物质反应，活化，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂，其中，分散剂包括碳原子数为C1-C4的醇类，由于分散剂具有氢键，可通过连接膨胀石墨表面氢氧根离子改善膨胀石墨的表面性质，增加吸附活性位点，当膨胀石墨浸渍于可溶性铝盐中时，Al3+在膨胀石墨孔隙中的负载效果得到改善，同时还能够在不引起粉体间相互作用的前提下使Al3+与碱性物质生成的氢氧化铝过滤容易，使氢氧化铝分散性良好，有效地抑制氢氧化铝的团聚，有利于形成氢氧化铝超细粒子，增大其表面积，从而使超细氢氧化铝良好的分散于膨胀石墨的内部孔隙，进而增加改性膨胀石墨中氧化铝的有效含量，以及提高氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的吸附性能。(2)本专利技术提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂，采用上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法制得。鉴于上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法所具有的优势，使得氧化铝改性膨胀石墨吸附剂中氧化铝的有效含量较高，同时氧化铝改性膨胀石墨吸附剂具有良好的吸附性能。(3)本专利技术提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的应用，鉴于上述氧化铝改性膨胀石墨吸附剂所具有的优势，使得其在水处理领域具有良好的应用。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，包括以下步骤：提供含有可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的水溶液A；将水溶液A和碱性物质混合以使可溶性铝盐与碱性物质反应生成氢氧化铝，然后再进行分离，将分离得到的固体物质进行活化，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供含有可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的水溶液A；/n将水溶液A和碱性物质混合以使可溶性铝盐与碱性物质反应生成氢氧化铝，然后再进行分离，将分离得到的固体物质进行活化，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂；/n其中，所述分散剂包括碳原子数为C1-C4的醇类。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝改性膨胀石墨吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供含有可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的水溶液A；
将水溶液A和碱性物质混合以使可溶性铝盐与碱性物质反应生成氢氧化铝，然后再进行分离，将分离得到的固体物质进行活化，得到氧化铝改性膨胀石墨吸附剂；
其中，所述分散剂包括碳原子数为C1-C4的醇类。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括甲醇、乙醇、丙醇或丁醇中的任意一种或至少两种的组合，优选包括乙醇；
优选地，所述碱性物质包括氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合，优选包括氨水。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，水溶液A中膨胀石墨的膨胀体积为180-300mL/g；
优选地，水溶液A中可溶性铝盐、分散剂和膨胀石墨的质量比为(0.1-0.6):(10-30):(0.2-2)，优选为(0.12-0.55):(12-28):(0.3-1.9)；
优选地，碱性物质与水溶液A中可溶性铝盐的质量比为(20-40):(0.1-0.6)。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将碱性物质滴加至水溶液A中以进行反应，碱性物质的滴加速度为2-5g/min；
优选地，将水溶液A与碱性物质反应后先进行超声，再进行静置，然后再进行分离；
优选地，超声的功率为480-900W，超声的时间为0.5-3h；
优选地，活化的温度为80-500℃，活化的时间为3-10h。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的制备方法，其特征在于，水溶液A中，可溶性铝盐包括硝酸铝、氯化铝或硫酸铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，贾献峰，舒世立，
申请(专利权)人：唐山师范学院，
类型：发明
国别省市：河北;13