一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料及其制备方法和在净化VOCs中的应用技术

本发明专利技术公开了一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料及其制备方法和在净化VOCs中的应用，该材料的组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO

【技术实现步骤摘要】
一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料及其制备方法和在净化VOCs中的应用
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
塑料制品具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，得到广泛的应用。1995年，我国塑料产量为519万吨，进口塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。大部分废弃的塑料制品以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中不仅影响景观，且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。因此，如何实现废弃塑料的资源化循环回收再利用，成为当前亟待解决的问题。炭材料具有结构可控、比表面积高、密度低、机械稳定性、导热性高以及易于规模化生产等优点，受到人们的广泛关注。目前，废弃塑料的无害化、资源化的方法之一就是制成炭材料，其制得的废弃塑料基炭材料可以用于对印染废水等有机废水，以及挥发性有机化合物(VOCs)进行净化处理。但是，单一的废弃塑料基炭材料吸附性能不足，限制了其使用效果。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料及其制备方法和在净化VOCs中的应用。本专利技术提出的一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO3、CuO和Bi2O3。优选地，所述废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的60-80％；优选地，所述废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的70％。优选地，所述MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)；优选地，所述MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为1:1:2。优选地，所述废弃塑料基多孔活性炭的目数为48-800目、比表面积为10-1000m2/g、平均孔径为20-300μm、密度为0.35-0.56g/cm3，纯度≥98％。废弃塑料基多孔活性炭可采用常规方法制备，例如，可以为：(1)将废弃塑料经过粉碎、过筛，得到废弃塑料粉；(2)将所述废弃塑料粉经过除油，然后用浓度为1-5mol/L的盐酸、硫酸或者硝酸洗涤3-5次以溶解去除粉体附着物，再以碱液调节pH值至7-8.5；(3)在惰性气氛保护下，于600℃加热处理3h，再经过浮选、洗涤、烘干，得到废弃塑料基多孔活性炭。一种所述的废弃塑料基多孔活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将钼盐、铜盐、铋盐溶解于稀硝酸溶液中，然后加入废弃塑料基多孔活性炭搅拌均匀，得到混合液；S2、将所述混合液的pH调至7-13，搅拌均匀，得到复合凝胶；S3、将所述复合凝胶进行微波处理，得到复合粉体；S4、将所述复合粉体干燥后，在惰性气氛下煅烧，即得废弃塑料基多孔活性炭复合材料。优选地，所述步骤S3中，微波处理的条件为800-1500W，20-60min；优选地，所述微波处理的条件为1000W，30min。优选地，所述步骤S4中，干燥的条件为100-120℃，0.5-1.5h，煅烧的条件为350-450℃，1-6h；优选地，所述干燥的条件为110℃，1h，煅烧的条件为400℃，3h。优选地，所述步骤S1中，稀硝酸溶液的浓度为0.1-0.2mol/L。优选地，所述混合液中，钼盐的浓度为0.1-0.5mol/L，铜盐的浓度为0.05-0.5mol/L，铋盐的浓度为0.05-0.25mol/L。优选地，所述所述钼盐为钼酸铵，所述铜盐为硝酸铜，铋盐为硝酸铋。一种所述的废弃塑料基多孔活性炭复合材料在有机废水处理中的应用。一种所述的废弃塑料基多孔活性炭复合材料在VOCs净化中的应用。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过微波煅烧反应法，制备得到一种MoO3-CuO-Bi2O3改性的废弃塑料基多孔活性炭复合材料，该材料具有球形状、片状形状的混合结构，微结构呈现多级多尺度，对有机废水和VOCs具有很好的吸附净化效果，吸附量高，吸附速度快，能够广泛地应用于环保领域，有利于实现废塑料固体废弃物固废的资源化循环回收再利用。附图说明图1为本专利技术的废弃塑料基多孔活性炭复合材料的XRD图像。图2为本专利技术废弃塑料基多孔活性炭复合材料的SEM图像。图3为本专利技术废弃塑料基多孔活性炭复合材料对有机废水中苯酚的吸附去除率。图4为本专利技术废弃塑料基多孔活性炭复合材料对有机废水中苯酚的吸附量。图5-8为本专利技术废弃塑料基多孔活性炭复合材料吸附VOCs的穿透数据图。图9为吸附VOCs试验的装置示意图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下述实施例以及对比例中，所使用的废弃塑料基多孔活性炭的目数为48-800目、比表面积为10-1000m2/g、平均孔径为20-300μm、密度为0.35-0.56g/cm3，纯度≥98％。实施例1一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO3、CuO和Bi2O3；其中废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的60-80％，MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)。一种所述的废弃塑料基多孔活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将钼盐、铜盐、铋盐溶解于浓度为0.1-0.2mol/L的稀硝酸溶液中，然后加入废弃塑料基多孔活性炭搅拌均匀，得到混合液；S2、将所述混合液的pH调至7-13，搅拌均匀，得到复合凝胶；S3、将所述复合凝胶进行在800-1500W条件下微波处理20-60min，得到复合粉体；S4、将所述复合粉体在100-120℃干燥0.5-1.5h，然后在惰性气氛下于350-450℃煅烧1-6h，即得废弃塑料基多孔活性炭复合材料。实施例2制备废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其中制备方法为：S1、将钼酸铵、硝酸铜、硝酸铋溶解于浓度为0.15mol/L的稀硝酸溶液中，然后加入废弃塑料基多孔活性炭搅拌均匀，得到混合液；S2、将所述混合液的pH调至7-13，搅拌均匀，得到复合凝胶；S3、将所述复合凝胶进行在1000W条件下微波处理30min，得到复合粉体；S4、将所述复合粉体在110℃干燥1h，然后在氮气气氛下于400℃煅烧3h，即得废弃塑料基多孔活性炭复合材料，该废弃塑料基多孔活性炭复合材料的组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO3、CuO和Bi2O3,其中废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的70％，MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)。由上述方法制备样品1-7，样品1中MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为1：1：1，样品2中MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为1：1：2，样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其特征在于，其组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO

【技术特征摘要】
1.一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其特征在于，其组成成分包括废弃塑料基多孔活性炭以及负载在所述废弃塑料基多孔活性炭上的MoO3、CuO和Bi2O3。


2.根据权利要求1所述的一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其特征在于，所述废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的60-80％；优选地，所述废弃塑料基多孔活性炭的质量占材料总质量的70％。


3.根据权利要求1所述的一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其特征在于，所述MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)；优选地，所述MoO3、CuO、Bi2O3的摩尔比为1:1:2。


4.根据权利要求1所述的一种废弃塑料基多孔活性炭复合材料，其特征在于，所述废弃塑料基多孔活性炭的目数为48-800目、比表面积为10-1000m2/g、平均孔径为20-300μm、密度为0.35-0.56g/cm3，纯度≥98％。


5.一种如权利要求1-4任一项所述的废弃塑料基多孔活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将钼盐、铜盐、铋盐溶解于稀硝酸溶液中，然后加入废弃塑料基多孔活性炭搅拌均匀，得到混合液；
S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳杰，卫庆，李国斌，李东，陆井，陈景松，王敬泽，韦超，曹龙，孙尹，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34