一种碳纳米管改性污泥炭材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管改性污泥炭材料的制备方法及其在污染物吸附中的应用，属于炭材料制备技术领域。该污泥炭材料的制备方法是将脱水市政污泥使用磷酸处理后进行热解，获得污泥基活性炭，再将污泥基活性炭、铁基催化剂以及聚丙烯塑料混合作为原料，在惰性气氛下，使用一段式管式炉反应器对混合物进行催化热解，获得具有碳纳米管改性的污泥炭。本发明专利技术制备的碳纳米管改性的污泥炭对包括亚甲基蓝溶液以及沼液中的有机污染物等在内的污染物具有一定吸附作用。本发明专利技术在处理与利用市政污泥与塑料废弃物的基础上，获得了具有使用价值的碳纳米管改性污泥炭材料，其成本较低，方法简单，有利于大范围推广。有利于大范围推广。有利于大范围推广。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管改性污泥炭材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种制备碳纳米管改性污泥炭的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着城市规模扩大，污水处理厂副产物市政污泥产量逐年增加。同时随着居民生活水平的提升，塑料消耗量逐年增加，废弃塑料的年产量居高不下。市政污泥与塑料废弃物作为我国两种主要的固体废弃物，传统处置方法往往将其进行焚烧与填埋处理。但焚烧方法碳排放较高，填埋处理存在浪费土地资源等诸多弊端。因此需使用一种更为环保的方法完成固体废弃物的处置。近年来，热解技术凭借其较低的污染物排放水平与较高的产物回收能力获得更多的关注，成为一种新兴的固废处置方式。
[0003]市政污泥有机质含量高，产炭率高，可经热解制得具有多功能用途的污泥基生物炭材料。然而目前研究发现，污泥基生物炭比表面积与孔隙结构较差，利用其作为污染物吸附剂和催化剂载体的潜力较低。磷酸活化与碳纳米管为主的碳纳米材料改性皆可以改善生物炭的物理化学性能，是目前学界使用较多的改性方法。经活化与碳纳米管改性后，一方面可以解决碳纳米管单独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性污泥炭材料的制备方法，包括如下步骤：(1)污泥预处理：将污泥颗粒、85％磷酸溶液、去离子水振动搅拌，控制污泥颗粒、85％磷酸溶液、去离子水的质量比为1:1:30，搅拌后置于烘箱中进行烘干，得到混合物；(2)污泥活性炭的制备：将步骤(1)得到的所述混合物置于管式炉内，控制惰性气体流量为200ml/min，管式炉的反应温度为800～1000℃，反应2小时，待炉内温度降至室温后，对产物进行冲洗与烘干，得到污泥活性炭；(3)混合与烘烤：将步骤(2)处理得到的所述污泥活性炭与铁基催化剂和聚丙烯塑料混合，控制污泥活性炭、铁剂催化剂与聚丙烯塑料的质量比为1:0.0075～0.1:2～10，将混合物置于烘箱中，控制烘箱的烘烤温度为180℃，时间为20分钟；(4)催化热解：将步骤(3)处理得到的混合物置于管式炉内，控制惰性气体流量为90mL/min，管式炉的反应温度为800～1000℃，反应时间为2小时，待管式炉冷却至室温后，取出产物，得到表面负载有碳纳米管的污泥炭，即为碳纳米管改性污泥炭材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气中的一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述管式炉为一段式管式炉，优选地，所述管式炉反应温度为850℃，更优选地，所述管式炉的升温速率为40～50℃/min，更优选40℃/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景新，胡兆岩，何义亮，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：