【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料，涉及一种活性炭及其制备方法与应用，具体涉及一种疏水活性炭及其制备方法与应用。
技术介绍
1、挥发性有机化合物(volatile organic compounds，vocs)具有较大的毒性，对生态环境和人类健康会构成严重的威胁，vocs的控制与消除得到广泛关注。vocs的去除技术主要有吸附处理、催化燃烧、液体吸收、生物降解、光催化氧化以及低温等离子协同催化等。其中，吸附法由于操作简单、成本低廉且净化效率高，成为vocs处理领域的常用方法之一。
2、活性炭因其较大的比表面积、丰富的孔径结构和优异的吸附性能，被广泛应用于vocs吸附处理领域。在吸附过程中，处理环境中湿度较高或有水幕作为废气前处理工序时，活性炭由于其亲水性使得水分子的竞争吸附无法避免，从而降低了对目标vocs的饱和吸附容量，极大地影响了活性炭的吸附性能，导致vocs处理成本增加；若是预先增加除湿工艺去除水蒸气，又使得工艺及设备复杂化。因此，在处理高湿度下的vocs废气时，在活性炭的孔容一定的条件下，开发性能稳定的疏水性活性炭，减少水分子与vocs的竞争吸附尤为重要。
3、cn 113735122a公开了一种疏水活性炭的制备方法，将活性炭首先进行热处理预处理，然后再与水玻璃混合液混匀，抽真空处理后抽滤并冲洗，调ph后陈化得负载二氧化硅的活性炭，最后经氟化处理得到氟化改性疏水活性炭。但氟氮混合气价格高昂，该方法不适合工业化批量生产。
4、cn 102989414a公开了一种超疏水活性炭改性材料的制备方法，运用化学
5、cn 110354807a公开了一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法，以疏水性单体为改性剂，过氧化二苯甲酰为聚合物引发剂溶于有机试剂中，可得到树脂聚合液，通过气相沉积将其沉积到活性炭表面可得到疏水活性炭材料。此方法步骤较为复杂且对设备要求较高，限制了其工业应用。
6、针对现有技术的不足，亟需提供一种疏水效果好、成本低廉且循环使用寿命长的疏水活性炭。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种疏水活性炭及其制备方法与应用，采用饱和脂肪酸作为改性剂改善活性炭在含水条件下对挥发性有机化合物的吸附效果，所得疏水活性炭具有疏水效果较好、比表面积较高、性能稳定且循环使用寿命长的特点。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种疏水活性炭的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、磁力混合活性炭与改性溶液，固液分离后依次进行洗涤、干燥以及活化，得到所述疏水活性炭；
5、所述改性溶液由饱和脂肪酸与有机溶剂均匀混合得到。
6、本专利技术所述疏水活性炭的制备方法，通过引入饱和脂肪酸作为改性剂，利用饱和脂肪酸上含有的羧基和活性炭表面的羟基发生酯化反应形成酯基，活性炭表面成功接枝疏水长碳链，增强了活性炭的亲油疏水性，同时也有造孔的作用，即进一步增大微孔和提高孔隙率。
7、优选地，所述活性炭与饱和脂肪酸的质量比为(5-20):1，例如可以是5:1、8:1、10:1、12:1、15:1、18:1或20:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8、所述活性炭与饱和脂肪酸的比例控制在合理的范围内，所得疏水活性炭可获得较好的疏水与吸附效果，比例过高，疏水活性炭的疏水效果下降，对挥发性有机化合物的吸附程度降低；比例过低，疏水活性炭的疏水与吸附能力不再提高，且增加了原料的成本。因此，本专利技术将二者的比例控制在优选范围内。
9、优选地，所述饱和脂肪酸与有机溶剂的质量体积比为(10-40)g:1l，例如可以是10g:1l、15g:1l、20g:1l、25g:1l、30g:1l、35g:1l或40g:1l，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
10、所述饱和脂肪酸与有机溶剂的配比过高或过低，对疏水活性炭的疏水性与吸附性会带来不利影响，因此本专利技术将二者的配比控制在合理范围内，以获得良好的性能。
11、所述活性炭包括煤质基活性炭、木质基活性炭或椰壳质基活性炭中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括煤质基活性炭与木质基活性炭的组合，木质基活性炭与椰壳质基活性炭的组合，或煤质基活性炭、木质基活性炭与椰壳质基活性炭的组合。
12、优选地，所述活性炭的粒度范围为100-200目，例如可以是100目、120目、150目、180目或200目，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，所述活性炭的中值粒径d50为84-88μm，d90为123-127μm。
14、所述活性炭的中值粒径d50为84-88μm，例如可以是84μm、85μm、86μm、87μm或88μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、所述活性炭的粒径d90为123-127μm，例如可以是123μm、124μm、125μm、126μm或127μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述饱和脂肪酸包括月桂酸、软脂酸或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括月桂酸与软脂酸的组合，软脂酸与硬脂酸的组合，或月桂酸、软脂酸与硬脂酸的组合。
17、优选地，所述有机溶剂包括乙醇、丙酮或正己烷中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括乙醇与丙酮的组合，丙酮与正己烷的组合，或乙醇、丙酮与正己烷的组合。
18、优选地，所述磁力混合的时间为6-10h，例如可以是6h、7h、8h、9h或10h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19、优选地，所述磁力混合的转速为400-800r/min，例如可以是400r/min、500r/min、600r/min、700r/min或800r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、优选地，所述洗涤所用洗涤剂包括乙醇、丙酮或正己烷中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括乙醇与丙酮的组合，丙酮与正己烷的组合，或乙醇、丙酮与正己烷的组合。
21、优选地，所述干燥的温度为100-110℃，例如可以是100℃、102℃、105℃、108℃或110℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22、优选地，所述干燥的时间为11-13h，例如可以是11h、11.5h、12h、12.5h或13h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、所述活化在保护性气氛中进行，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种疏水活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭与饱和脂肪酸的质量比为(5-20):1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述饱和脂肪酸与有机溶剂的质量体积比为(10-40)g:1L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭包括煤质基活性炭、木质基活性炭或椰壳质基活性炭中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述磁力混合的时间为6-10h；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤所用洗涤剂包括乙醇、丙酮或正己烷中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化在保护性气氛中进行，所述保护性气氛所用气体包括氮气、氩气或二氧化碳中的任意一种或至少两种的组合；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
9.一种
10.一种如权利要求9所述疏水活性炭的应用，其特征在于，所述疏水活性炭用于潮湿环境下吸附挥发性有机化合物。
...【技术特征摘要】
1.一种疏水活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭与饱和脂肪酸的质量比为(5-20):1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述饱和脂肪酸与有机溶剂的质量体积比为(10-40)g:1l。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭包括煤质基活性炭、木质基活性炭或椰壳质基活性炭中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述磁力混合的时间为6-10h；
6.根据权利要求1-5任...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔彦斌，张琼元，郑玉华，刘娇，武荣成，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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