活性炭负载活性颗粒复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种活性炭负载活性颗粒复合材料

【技术实现步骤摘要】
活性炭负载活性颗粒复合材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于活性炭制备
，具体地，涉及一种活性炭负载活性颗粒复合材料
、
制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]近年来，因对新兴污染物的高降解能力和适应性，基于硫酸根自由基的高级氧化工艺受到越来越多的关注
。
过硫酸盐高级氧化是指通过各种手段活化过硫酸盐使其产生以硫酸根自由基
(SO4‑
·
)
为主的多种活性物种来降解水中的各种污染物
。SO4‑
·
有与
·
OH
相当的氧化还原电位，同时拥有更长的半衰期，可以在体系中更稳定的与污染物接触，与
pH
范围要求苛刻的
·
OH
相比，
SO4‑
·
的适应性更强，在较宽的
pH
范围内均能实现污染物的高效去除
。
[0003]普通的活性炭吸附针对废水中有机物的去除效果有限，亟需一种具有更优的有机物处理效果的活性炭
。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种活性炭负载活性颗粒复合材料
、
制备方法及其应用，属于活性炭制备

。
本专利技术中该复合材料是以秸秆为原料，经二次炭化
、
氢氧化钾改性
、
复合活化金属制得的，该材料在使用中与过硫酸盐同步投加，针对废水，尤其是废水中有机物有优异的去除效果；本专利技术中，秸秆经过氢氧化钾处理后使得活性炭比表面积增加；本专利技术中在活化金属中存在
Fe、Mn
两种金属的化合物，对过硫酸盐有良好的活化效果；活性炭活化和活化金属活化协同作用，对过硫酸盐的活化有了显著的提升；本专利技术中，在活化金属外部包覆形成了一种有机碳骨架外壳结构，减少了二次污染，同时，包覆结构表面的孔道结构增强了其吸附性能
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，包含以下操作：
[0007](1)
将秸秆用水清洗，干燥，破碎；
[0008](2)
将破碎后的秸秆进行一次炭化，冷却至室温；
[0009](3)
将一次炭化后的秸秆在氢氧化钾溶液中浸渍，烘干；
[0010](4)
将浸渍后的秸秆进行二次炭化，得炭化秸秆；
[0011](5)
向活化金属中加入
1,4
‑
二氧六环，再加入均苯三甲醛和醋酸混合均匀，静置，再加入炭化秸秆混合均匀，干燥，制得活性炭负载活性颗粒复合材料
。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，
(2)
中所述一次炭化为在
280
‑
320℃
炭化
1.5
‑
2.5h。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，
(3)
中所述氢氧化钾溶液的质量浓度为
25
‑
35
％，控制一次炭化后的秸秆与
KOH
的质量比为
1:2.8
‑
3.2。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，
(4)
中所述二次炭化为在
680
‑
720℃
炭化
1.5
‑
2.5h。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，
(5)
中所述活化金属通过以下操作制得：配制
Fe
3+
浓度
、Mn
2+
浓度均为
0.5mo l/L
的金属离子溶液，加入蛋清中，搅拌至形成均匀混合液；将混合
液于
80℃
水浴下加热
2h
形成凝胶，并静置陈化
4h
后烘干，最后升温至
400℃
煅烧
2h
，冷却后研磨成粉末，制得活化金属
。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，
(5)
中所述活化金属
、1,4
‑
二氧六环
、
均苯三甲醛
、
醋酸和炭化秸秆的用量比为
18
‑
22mg
：8‑
10mL
：
11
‑
13mg
：
1mg
：
10
‑
15g。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，所述金属离子溶液和蛋清的体积比为
1:2
‑
3。
[0018]上述制备方法制得的活性炭负载活性颗粒复合材料
。
[0019]上述活性炭负载活性颗粒复合材料在废水净化中的应用，所述应用是指：将所述活性炭负载活性颗粒复合材料与过硫酸盐同时投入废水中，所述过硫酸盐的投加量为2‑
4mmo l/L
，所述活性炭负载活性颗粒复合材料的投加量为3‑
5g/L。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1.
本专利技术提供一种活性炭负载活性颗粒复合材料，该复合材料是以秸秆为原料，经二次炭化
、
氢氧化钾改性
、
复合活化金属制得的，该材料在使用中与过硫酸盐同步投加，针对废水，尤其是废水中有机物有优异的去除效果
。
[0022]2.
本专利技术中，秸秆经过氢氧化钾处理后，由于钾离子进入炭晶格，会腐蚀和溶解秸秆炭中的部分碳骨架，导致微孔率提高，使得活性炭比表面积增加，同时孔容和孔径也明显增加，也可以为活化过硫酸盐提供更多的反应位点
。
[0023]3.
本专利技术中，提供了活化金属，在活化金属中存在
Fe、Mn
两种金属的化合物，对过硫酸盐有良好的活化效果；同时秸秆制得的活性炭经过氢氧化钾处理保留了丰富的官能团，活性炭活化和活化金属活化协同作用，对过硫酸盐的活化有了显著的提升
。
[0024]4.
本专利技术中，在活化金属外部包覆形成了一种有机碳骨架外壳结构，在保证高效催化效果的同时减少了
Fe
与
Mn
的浸出，包覆后离子基本没有浸出，减少了二次污染，同时，包覆结构表面的孔道结构增强了其吸附性能，更有利于污染物与材料接触，增强反应效果
。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下操作：
(1)
将秸秆用水清洗，干燥，破碎；
(2)
将破碎后的秸秆进行一次炭化，冷却至室温；
(3)
将一次炭化后的秸秆在氢氧化钾溶液中浸渍，烘干；
(4)
将浸渍后的秸秆进行二次炭化，得炭化秸秆；
(5)
向活化金属中加入
1,4
‑
二氧六环，再加入均苯三甲醛和醋酸混合均匀，静置，再加入炭化秸秆混合均匀，干燥，制得活性炭负载活性颗粒复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，
(2)
中所述一次炭化为在
280
‑
320℃
炭化
1.5
‑
2.5h。3.
根据权利要求1所述的一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，
(3)
中所述氢氧化钾溶液的质量浓度为
25
‑
35
％，控制一次炭化后的秸秆与
KOH
的质量比为
1:2.8
‑
3.2。4.
根据权利要求1所述的一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，
(4)
中所述二次炭化为在
680
‑
720℃
炭化
1.5
‑
2.5h。5.
根据权利要求1所述的一种活性炭负载活性颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，
(5)
中所述活化金属

【专利技术属性】
技术研发人员：韩初榆，
申请(专利权)人：福建韩研环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：