【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体吸附材料，尤其涉及一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、半导体产业是国家战略性新兴产业，对国家安全具有重要意义。半导体生产过程中产生的废气中含有so2，这是一种有毒有害气体，对环境和人体健康造成很大危害，同时会严重影响光刻工艺，降低半导体器件的性能和成品率。那么气体吸附去除so2就显得尤为重要，吸附so2技术可以推动半导体产业与环保产业的协同发展，为实现绿色制造和可持续发展提供技术支持。
2、气体吸附材料可以分为活性炭、沸石、mofs、高分子微孔聚合物等，增加了比表面能和对各种化学物质的吸附能力，较大的孔有利于客体分子向微孔的传输，然而，高比表面积并不一定会导致大的吸附容量。多孔聚合物的孔径也起着关键作用，它应该与气体分子的动力学直径相匹配，以实现有效吸附。例如，co2和h2、so2吸附的主要孔径通常分别小于3.3a和4.11a。
3、尽管使用活性炭和mofs已经取得了快速的进展，但这些材料仍然存在一些缺点。例如，专利kr1020180074094a将均苯四甲酸二酐、三(4-氨基苯基)胺和3，4-二甲氧基-n-甲基苯丙胺溶解在溶剂中，用微波照射该混合溶液，加热并沉淀，反应产生的共价有机骨架，拥有较强的so2吸附能力，但生产成本高，生产工艺较为复杂，难以实现产业化大批量生产应用；专利cn111375383a以mil-(al)金属有机骨架材料为基体，经碳化、酸洗后过滤、干燥，将材料置于乙二胺水溶液中，在n2存在、500-800℃下进行改性处理，处理
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料及其制备方法和应用，以提高对so2的吸附容量，延长了使用寿命，同时降低生产成本，简化生产工艺，实现产业化生产制造。
2、第一方面，一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料的制备方法，先将椰壳活性炭进行活化处理，然后采用真空浸渍法或者原位浸渍法在活化处理后的椰壳活性炭上负载阴离子聚丙烯酰胺和zif8，即得到阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料，所述活性炭、阴离子聚丙烯酰胺和zif8的质量比为1:(0.01-0.5):(0.01-0.5)。
3、结合第一方面，在一些实施方式中，所述椰壳活性炭活化处理的方法为：
4、(1)将椰壳活性炭放入预处理槽中，用去离子水冲洗，去除表面的灰尘和油污；
5、(2)将盐酸和氢氟酸按1:1-1:9的体积比混合均匀，得到酸洗剂；
6、(3)将活性炭置于清洗槽内，先加入去离子水，再加入酸洗剂，浸泡1-3天，得到活性炭酸溶液，其中，活性炭:酸洗剂:水的质量体积比为10:1:50，g:ml:ml；
7、(4)将活性炭酸溶液置于超声波清洗仪中，加热至60℃后，超声波清洗5-30min，过滤收集滤渣，该清洗方式可以高效地去除污染物，而且不会造成机械式划痕和粒子污染；
8、(5)将过滤收集的滤渣放入漂洗槽中，用去离子水进行反复漂洗，去除残留的活性炭酸清洗剂和污染物，然后通过加热干燥12-24h，得到活化椰壳活性炭。
9、结合第一方面，在一些实施方式中，所述真空浸渍法具体包括以下步骤：
10、步骤一，将取阴离子聚丙烯酰胺溶于去离子水中，配制成质量浓度为0.1-5％的阴离子聚丙烯酰胺稀释溶液；
11、步骤二，将活化椰壳活性炭置于单注单抽真空翻滚搅拌容器中，加入阴离子聚丙烯酰胺稀释溶液，真空负压浸渍10-180min，浸渍完成后在100-180℃下烘干24h，得到阴离子聚丙烯酰胺浸渍炭；
12、步骤三，将氢氧化钠、醋酸锌和二甲基咪唑溶解于乙醇中,搅拌反应6h后，冷却至室温，压滤去除溶液，滤渣用乙醇洗涤3-5次，最后在100-120℃下真空干燥24-48h，得到zif8；
13、步骤四，将zif8溶于乙醇中，配制成浸渍液，将阴离子聚丙烯酰胺浸渍炭置于单注单抽真空翻滚搅拌容器中，加入浸渍液，真空负压浸渍10-180min，浸渍完成后在100-180℃下烘干24h，即得到采用真空浸渍法制得的阴离子聚丙烯酰胺负载zif-8浸渍炭复合材料(命名为apam-zif8-va@ac)。
14、结合第一方面，在一些实施方式中，步骤三中所述氢氧化钠、醋酸锌、二甲基咪唑、乙醇的质量比为(0.4-0.6):(0.9-1.5):(0.8-1.2):(20-30)。
15、结合第一方面，在一些实施方式中，步骤四中所述zif8和乙醇的质量比为(0.02-5):(95-125)。
16、结合第一方面，在一些实施方式中，所述原位浸渍法具体包括以下步骤：
17、s1、将取阴离子聚丙烯酰胺溶于去离子水中，配制成质量浓度为0.1-5％的阴离子聚丙烯酰胺稀释溶液；
18、s2、将醋酸锌和二甲基咪唑溶解于去离子水中，60℃反应6h后，加入阴离子聚丙烯酰胺稀释溶液，搅拌30min后加入活化椰壳活性炭，继续搅拌2h，然后在110℃下干燥24h，然后在惰性气氛围下160℃-200℃煅烧120min，即得到采用原位浸渍法制得的阴离子聚丙烯酰胺负载zif-8浸渍炭复合材料(命名为apam-zif8-is@ac)。
19、结合第一方面，在一些实施方式中，步骤s2中所述醋酸锌、二甲基咪唑、去离子水、阴离子聚丙烯酰胺稀释溶液和活化椰壳活性炭的质量比为(0.2-0.26):(0.52-0.78):5.2:(75-100):(20-100)。
20、第二方面，本专利技术提供一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料，所述阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料采用上述制备方法制得。
21、第三方面，本专利技术提供一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料在so2选择吸附中的应用。
22、本专利技术的有益效果：
23、本专利技术通过真空负压浸渍法和原位浸渍法制备的阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料，一方面，引入富有成效阴离子聚丙烯酰胺和zif8，可以使孔隙率以最大限度地增加，同时比表面积下降较少，可以有效通过物理吸附提高吸附量；另一方面，通过将阴离子功能单元引入孔骨架或孔壁改变了孔环境，以在多孔聚合物和客体分子之间产生了强化学吸附，有效提高了活性炭质量吸附比，同时简单的生产工艺和生产方法为实现产业化提供了可行性。
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1.一种阴离子聚丙烯酰胺负载ZIF8浸渍炭复合材料的制备方法，其特征在于，先将椰壳活性炭进行活化处理，然后采用真空浸渍法或者原位浸渍法在活化处理后的椰壳活性炭上负载阴离子聚丙烯酰胺和ZIF8，即得到阴离子聚丙烯酰胺负载ZIF8浸渍炭复合材料，所述活性炭、阴离子聚丙烯酰胺和ZIF8的质量比为1:(0.01-0.5):(0.01-0.5)。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述椰壳活性炭活化处理的方法为：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍法具体包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤三中所述氢氧化钠、醋酸锌、二甲基咪唑、乙醇的质量比为(0.4-0.6):(0.9-1.5):(0.8-1.2):(20-30)。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤四中所述ZIF8和乙醇的质量比为(0.02-5):(95-125)。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原位浸渍法具体包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸
8.一种阴离子聚丙烯酰胺负载ZIF8浸渍炭复合材料，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺负载ZIF8浸渍炭复合材料采用权利要求1-7任意一项所述制备方法制得。
9.如权利要求8所述的阴离子聚丙烯酰胺负载ZIF8浸渍炭复合材料在SO2选择吸附中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料的制备方法，其特征在于，先将椰壳活性炭进行活化处理，然后采用真空浸渍法或者原位浸渍法在活化处理后的椰壳活性炭上负载阴离子聚丙烯酰胺和zif8，即得到阴离子聚丙烯酰胺负载zif8浸渍炭复合材料，所述活性炭、阴离子聚丙烯酰胺和zif8的质量比为1:(0.01-0.5):(0.01-0.5)。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述椰壳活性炭活化处理的方法为：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍法具体包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤三中所述氢氧化钠、醋酸锌、二甲基咪唑、乙醇的质量比为(0.4-0.6):(0.9-1.5):(0.8-1.2):(20-30)。
...【专利技术属性】
技术研发人员：李金颖，刘华丽，张贺，姚舜，彭婷，丁佰锁，
申请(专利权)人：理工清科重庆先进材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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