浸渍活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种浸渍活性炭及其制备方法。该浸渍活性炭包括活性炭，以及分别负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾；其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。该制备方法包括：采用分步浸渍的方式，将三乙撑二胺和碘化钾分别负载于活性炭上，其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。本发明专利技术提供的浸渍活性炭，对放射性碘具有优异的吸附性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
浸渍活性炭及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种浸渍活性炭及其制备方法，具体涉及一种对放射性碘具有优异吸附性能的复合浸渍活性炭以及该复合浸渍活性炭的制备工艺。

技术介绍

[0002]放射性碘是核工业产生的重要有害放射性核素。在核电站的事故工况下，会有大量放射性碘进入到环境中。即便是在核电站正常运行的状态下，从管道到房间的热载体泄露、绝热材料的密封失效、非气密的燃料配件的重新装载和储存等过程也可能向环境中释放放射性碘。放射性碘的危害程度与核素的核性质、生物学效应、存在介质、存在形式、化合物形态等多种因素有关。对环境危害较大的放射性碘同位素为
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I和
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I，前者在于比活度高，后者是产量高、半衰期长。已经研究表明，环境中的气态碘化物中，70％以上的为有机碘，而以甲基碘(CH3I)为代表的有机碘较难捕集，更易进入环境中。当放射性碘通过呼吸、空气
‑
牧草
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牛奶、空气
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蔬菜、空气
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土壤
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植物等途径进入动物体内并浓集于甲状腺时，可使甲状腺受到较大剂量的持续辐照，严重时会产生低甲状腺素症状，甚至癌变。尤其是对于身体处于发育期的青少年、儿童、婴儿，由于甲状腺代谢旺盛，所以对放射性碘会更加敏感。
[0003]基于上述情况，如何对放射性碘进行处理，降低环境中放射性碘含量是非常重要的研究课题。目前，吸附过滤法是最常用的捕集碘方法之一，其具有吸附效率高、成本低廉、设备简单等优点。对于可用于放射性碘的吸收材料，活性炭是研究最多、应用最广的一种。但是由于一般活性炭对有机碘的吸附效率极低，所以一般采用化学浸渍法处理活性炭，以增强活性炭对有机碘(如甲基碘)的吸附能力。但是对放射性碘的吸附能力到达一定程度后，比如吸附量达到400mg/g左右时，很难再继续提高。
[0004]因此，如何提供一种对放射性碘具有优异吸附性能的浸渍活性炭，以及提供其制备工艺，仍旧是目前重要的研究课题。

技术实现思路

[0005]针对上述缺陷，本专利技术提供一种浸渍活性炭，该浸渍活性炭对于放射性碘具有优异的吸附性能。本专利技术还提供一种浸渍活性炭的制备方法，采用该制备方法制得的浸渍活性炭能够有效地吸附放射性碘。
[0006]为实现上述目的，本专利技术首先提供一种浸渍活性炭，其包括活性炭，以及分别负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾；其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。
[0007]上述浸渍活性炭采用活性炭作为固体吸附材料(或称为载体、基体)，采用三乙撑二胺(TEDA)和碘化钾(KI)作为活性成分(或称为浸渍剂)；其中作为活性成分的TEDA和KI是分别负载于活性炭上。
[0008]其中，所谓“分别负载”，可以是先将TEDA负载于活性炭上，然后将KI负载于活性炭上；也可以是先将KI负载于活性炭上，然后将TEDA负载于活性炭上。换言之，浸渍活性炭包
括活性炭以及先后负载于活性炭上的TEDA和KI，或者，浸渍活性炭包括活性炭以及先后负载于活性炭上的KI和TEDA。其中对于前者，两次浸渍均在20～60℃的温度下完成，对于后者，两次浸渍均在50～60℃的温度范围下完成。
[0009]本专利技术提供的浸渍活性炭，对于甲基碘的吸附量高于420mg/g；其中采用先负载KI后负载TEDA并将两次负载温度控制在50～60℃的范围内，对于甲基碘的吸附量能够达到470mg/g；若采用先负载TEDA后负载KI的方式，对于甲基碘的吸附量能够达到435mg/g，若将两次浸渍的温度均控制在50～60℃的范围内，则对于甲基碘的吸附量能够达到490mg/g以上，接近500mg/g。
[0010]本专利技术其次提供一种浸渍活性炭的制备方法，包括：采用分步浸渍的方式，将TEDA和KI分别负载于活性炭上，其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。
[0011]如前述，上述活性成分是先后负载于活性炭上，可以是将TEDA和KI先后负载于活性炭上，也可以是将KI和TEDA先后负载于活性炭上。
[0012]具体的浸渍工艺可以采用常规的浸渍工艺，比如可以将活性炭浸渍于TEDA溶液(或KI溶液)中，浸渍完成后干燥，得到负载有TEDA(或负载有KI)的活性炭；然后将负载有TEDA(或负载有KI)的活性炭浸渍于KI溶液(或TEDA溶液)中，浸渍完成后干燥，最终得到浸渍活性炭。
[0013]其中，上述两次浸渍过程中的温度均可以控制在20～60℃的范围内，两次浸渍温度可以相同或不同。比如将第一次浸渍时的温度控制在20～30℃，将第二次浸渍时的温度控制在50～60℃；再比如两次浸渍的温度均控制在20～30℃；还比如两次浸渍的温度均控制在50～60℃。
[0014]对于不同的浸渍顺序(负载顺序)，浸渍温度能够显著影响浸渍活性炭对于甲基碘的吸附量，提高浸渍温度有利于提高浸渍活性炭对于甲基碘的吸附能力；因此作为优选的实施方案，通常将两次浸渍的温度均控制在50～60℃范围内。
[0015]上述浸渍过程中的时间可以根据TEDA溶液和KI溶液的浓度等情况合理调整，一般情况下，为保证充分负载，通常控制两次浸渍的时间均不小于12小时。浸渍完成后的干燥工艺可以选择目前常规的干燥方式，比如烘干。为避免TEDA高温分解，因此干燥温度不宜过高，一般控制在70℃以下；同时干燥时间也不宜过长，所以一般将干燥温度控制在60～70℃范围呢，保证干燥效率的同时避免TEDA分解。当然，上述干燥温度主要针对浸渍TEDA后的干燥，以及先将负载有TEDA的活性炭浸渍KI后的干燥。
[0016]本专利技术对于上述活性炭的具体种类不做特别限定，可以是椰壳活性炭、杏壳活性炭、核桃壳活性炭、木质活性炭、煤质活性炭、稻壳活性炭、再生炭等中的一种或多种。在具体实施过程中，选择椰壳活性炭作为固体吸附材料。
[0017]由于活性炭具有孔隙发达、强度高、饱和后可多次再生、高吸附能力、低阻力等显著优点。不难理解，除了负载顺序、浸渍工艺等之外，活性炭的形貌也会影响最终浸渍活性炭的吸附能力。在本专利技术具体实施过程中，所采用的活性炭的平均粒径为2～3mm、比表面积不低于700m2/g、孔容不低于0.4mL/g。采用上述粒度均匀、比表面积大、和孔结构发达的活性炭作为固体吸附材料，能够使制得的浸渍活性炭具有较大的比表面积和较大的孔径，能够有效去除甲基碘等放射性气体污染物。
[0018]本专利技术提供的浸渍活性炭，通过采用活性炭作为固体吸附材料，采用TEDA和KI作为活性组分，且两种活性组分是分别负载于活性炭上的。该浸渍活性炭能够有效吸附放射性气体，能够实现对于放射性气体的高效吸附，其中对于甲基碘的吸附量能够达到420mg/g以上；尤其是通过控制浸渍顺序和浸渍温度等条件，使该浸渍活性炭具有优异的吸附能力，其中对于甲基碘的吸附量能够达到435mg/g以上，甚至可达到490mg/g以上，吸附效率能够达到1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸渍活性炭，其特征在于，包括活性炭，以及分别负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾；其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。2.根据权利要求1所述的浸渍活性炭，其特征在于，所述活性炭吸附剂对于甲基碘的吸附量高于435mg/g。3.根据权利要求1或2所述的浸渍活性炭，其特征在于，所述浸渍活性炭包括活性炭以及先后负载于活性炭上的三乙撑二胺和碘化钾，其中两次浸渍均在50～60℃的温度范围下完成；或者，所述浸渍活性炭包括活性炭以及先后负载于活性炭上的碘化钾和三乙撑二胺，其中两次浸渍均在20～60℃的温度下完成。4.一种浸渍活性炭的制备方法，其特征在于，包括：采用分步浸渍的方式，将三乙撑二胺和碘化钾分别负载于活性炭上，其中三乙撑二胺的负载量为4.5～5.5wt.％，碘化钾的负载量为1.5～2.5wt.％。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将活性炭浸渍于三乙撑二胺溶液中，控制浸渍温度为20～60℃，浸渍完成后干燥，得到负载有三乙撑二胺的活性炭；将负载有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小楠，周强，胡林谢，邢波，叶宇玲，游俊杰，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：