一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附制造技术

本发明专利技术公开了一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附

【技术实现步骤摘要】
一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附PFAS饱和活性炭的方法


[0001]本专利技术属于环保
，尤其涉及一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法
。

技术介绍

[0002]全氟和多氟烷基物质
(PFAS)
是一种合成有机化学品，广泛用于一系列消费品和工业产品，包括不粘锅
、
水性成膜泡沫和油漆材料
。
一旦释放到自然环境中，
PFAS
可以通过食物网进行生物积累和生物放大
。
目前，在常规的饮用水处理中，
PFAS
很难从水中去除
。
混凝和絮凝工艺只能去除
25
％的
PFAS。
光催化
、
电化学方法
、
碱性
pH
下水热分和等离子体处理等方法可以降解水中的
PFAS
，但必须在特定的条件下才能实现
。
而活性炭因其吸附效果好
、
成本低而被广泛用于水中
PFAS
的去除
。
但是由于活性炭的吸附能力有限，在使用一段时间后活性炭会达到吸附饱和，失去继续吸附
PFAS
的能力，而经常更换新炭，就会提升企业的运行成本，所以必须要考虑对吸附饱和
PFAS
活性炭进行再生利用，以达到循环经济的目的
。
[0003]加热再生法是目前应用最多的
PFAS
吸附饱和活性炭再生方法
。
加热再生法是指采用直接或间接加热的方式对活性炭吸附的
PFAS
进行物理脱附和热化学分解，从而恢复活性炭吸附能力的方法
。
然而，加热再生法处理吸附
PFAS
饱和活性炭存在再生效率较低
、
处理效果不稳定的问题
。
针对这一问题，本专利技术提出一种利用三氧化二铝和过硫酸盐高效再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法，解决了现有技术中存在的问题
。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法，包括以下步骤：取过硫酸盐溶于水中，并将过硫酸盐溶液
pH
控制在3‑6，将吸附
PFAS
饱和活性炭
、
过硫酸盐溶液和三氧化二铝粉末加入湿式球磨机，研磨得到膏状混合物，再将膏状混合物送进氮气气氛炉，温度设为
300℃
‑
500℃
，反应
25
‑
35
分钟后，在氮气气氛炉中冷却至室温，即可获得再生活性炭
。
[0007]进一步，三氧化二铝
、
过硫酸盐
、
吸附
PFAS
饱和活性炭以及水的质量比为
1:1:5:2
‑
10。
[0008]进一步，过硫酸盐溶液
pH
控制在3‑
6。
[0009]进一步，氮气气氛炉温度设为
400℃。
[0010]进一步，过硫酸盐为过二硫酸盐，过二硫酸盐为过二硫酸钠和
/
或过二硫酸钾
。
[0011]进一步，过硫酸盐为提供过二硫酸盐的试剂
。
[0012]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0013]本专利技术的有益效果为：在研磨混合过程中，活性炭充分暴露吸附位点，三氧化二铝能和活性炭吸附位点更加充分的接触
。
混合好的膏状混合物再在高温无氧条件下进行再生
。
活性炭吸附位点与三氧化二铝存在反应微界面，在微界面上三氧化二铝与活性炭吸附的
PFAS
形成共价键，使
C
‑
F、C
‑
C
键的键能显著降低，同时，微界面中的过硫酸盐离子在高温作用下产生具有强氧化性的硫酸根自由基，原位氧化分解微界面上的
PFAS。
充分反应后即可获得再生活性炭
。
实现吸附
PFAS
饱和活性炭的高效再生
。
[0014]本专利技术活性炭再生方法适用于处理不同来源及不同形状的吸附
PFSA
饱和活性炭
。
[0015]本专利技术选用的三氧化二铝能与活性炭吸附位点存在反应微界面，在微界面上三氧化二铝与活性炭吸附的
PFAS
形成共价键，使
C
‑
F、C
‑
C
键的键能显著降低
。
[0016]本专利技术选用的过硫酸盐在能高温作用下在三氧化二铝
‑
活性炭反应微界面原位产生具有强氧化性的硫酸根自由基，原位氧化分解微界面上的
PFAS。
[0017]本专利技术使用的药剂均易获得且价格低廉，活化再生的活性炭可重新投入使用，利于节能减排和实现经济循环
。
具体实施方式
[0018]为更好地理解本专利技术，下面通过以下实施例对本专利技术作进一步具体的阐述，但不可理解为对本专利技术的限定，对于本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本专利技术的保护范围内
。
[0019]实施例1：
[0020]本专利技术在高温无氧环境下
、
利用三氧化二铝和过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭
。PFAS
选用全氟辛磺酸
(PFOA)。
取一定量的过硫酸盐溶于水中，并将过硫酸盐溶液
pH
控制在
5。
将吸附
PFOA
饱和活性炭
、
过硫酸盐溶液和三氧化二铝粉末加入湿式球磨机，研磨得到膏状混合物
。
三氧化二铝
、
过硫酸盐
、
吸附
PFAS
饱和活性炭和水的质量比为
1:1:5:5。
再将膏状混合物送进氮气气氛炉，温度设为
400℃
，反应
30
分钟后，在氮气气氛炉中冷却至室温，即可获得再生活性炭
。
将再生活性炭浸泡在甲醇中，提取残余的
PFOA
，用液质联用仪定量分析
PFOA
，并与未经再生处理的活性炭
PFOA
含量对比，计算再生活性炭中
PFOA
的残余率
。
[0021]实施例2：
[0022]与实施例1不同的是，本实施例中过硫酸盐溶液
pH<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：取过硫酸盐溶于水中，并将过硫酸盐溶液
pH
控制在3‑6，将吸附
PFAS
饱和活性炭
、
过硫酸盐溶液和三氧化二铝粉末加入湿式球磨机，研磨得到膏状混合物，再将膏状混合物送进氮气气氛炉，温度设为
300℃
‑
500℃
，反应
25
‑
35
分钟后，在氮气气氛炉中冷却至室温，即可获得再生活性炭
。2.
如权利要求1所述的利用三氧化二铝与过硫酸盐再生吸附
PFAS
饱和活性炭的方法，其特征在于：三氧化二铝
、
过硫酸盐
、
吸附
PFAS
饱和活性炭以及水的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周扬，江佩，雷钦源，高源，江进，张众，黄永均，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：