本发明专利技术涉及一种改性活性炭及用其去除集约化养殖场中氨气的方法，该方法是选用柱状活性炭为载体。将活性炭用高压水热化学法和等体积溶液浸渍改性法组合改性，以提高活性炭对氨气的去除，选用的活性炭为用的活性炭体积为20ml，吸附温度30℃～80℃，空速为300～1200h-1，氨气浓度为350～1050mg/m3。本发明专利技术改性的活性炭对氨气有很好的吸附能力并大大提高了其吸附氨气容量，可用于集约化养殖场中氨气的处理与处置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空气净化领域，具体地涉及。
技术介绍
近年来，随着畜禽业进一步向集约化、规模化发展，给人们带来了巨大的经济利益，但是也会伴随着一些恶臭气体的排放，随之而来的环境问题不容忽视，严重时还会引起周边生活人们的不适，严重影响人们的生活环境质量，对这类恶臭气体的研究与治理具有重大的现实意义。氨气作为养殖场臭气的主要致臭物质，它的治理已迫在眉睫，吸附法脱除氨气由于其经济又环保而受到人们的关注。活性炭是一种多孔性的含炭物质，它具有高度发达的空隙构造，研究发现大量的微孔和小的中孔，孔径分布范围很宽，孔的形状又是各式各样的，是一种极优良的吸附剂，每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球场之多，而其吸附作用是由物理性吸附与化学性吸附力达成。三种孔隙都有各自的吸附特性，微孔对吸附起决定作用。在气相吸附中，无论吸附分子大小，基本上存在微孔中，吸附容量在很大程度上取决于微孔的多少。活性炭结构为炭形成六环物堆积而成，由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。目前，浸溃改性制备活性炭的方法已经公开的专利有CN101306345A、CN1994555A等。而针对氨气吸附已公开的专利有CN101565338A、CN102266711A等。活性炭的改性是通过一些物理或化学的方法使其表面发生一系列化学反应而达到对特定物质吸附的活性中心点，主要包括表面物理结构改性和表面化学性质改性。而氨气是集约化养殖场中的主要恶臭气体之一。目前，氨气的去除大都采用活性炭吸附净化，又因为氨气是极性的小分子物质，而且沸点较低，一般的活性炭对其吸附能力较差，故对活性炭进行改性尤为重要。针对活性炭对氨气的脱附，国内外学者做了广泛的研究。汤鸿等用改性活性炭考察了低浓度恶臭污染的去除，得出用亚铁盐和铜盐配方改性处理的活性炭对氨气和三甲胺有较好的吸附性能。盛丽丽等通过用硝酸对活性炭进行改性，得出硝酸改性可显著增加活性炭表面酸性基团含量，对氨气的吸附量提高了 36.98%。史良俊等利用浸溃法将纳米TiO2-Ag负载于粘胶基活性炭纤维上进行改性来处理低浓度氨气。结果表明改性VACF对氨气脱除性能良好，最大脱除率为93. 3% ;在氨气浓度为13 65mg/m3范围内，浓度越低，脱除效果越好；处理较高浓度氨气可通过增加改性VACF用量。Shan等用HNO3和(NH4)2S2O8改性活性炭，考察了其对NH3的吸附性能。Park等通过用臭氧改性活性炭，得出对NH3的去除率提高了 66%。Huang等通过用HN03、H2SO4和CH3COOH改性活性炭，并研究了三种酸改性活性炭对其表面改性效果。但是通过以上方法制备的改性活性炭在吸附氨气的过程中还是无法满足当前的需要的，尤其是针对特定浓度和温度下的氨气的去除。
技术实现思路
本专利技术的目的为了克服单纯的活性炭对氨气吸附所存在的缺点与不足，提供了一种多步组合制备的改性活性炭及其改性活性炭的制备方法，还提供了应用该改性活性炭去除集约化养殖场中氨气的方法和用途。具体的，本专利技术提供了一种改性活性炭，其特征在于该改性活性炭的酚羟基浓度大于O. lmmol/g,羧基浓度大于O. 7mmol/g,内酯基浓度小于O. lmmol/g。将活性炭用高压水热化学法和等体积溶液浸溃改性法组合改性。 本专利技术还提供了一种多步组合制备的改性活性炭，其特征在于将活性炭原料用高压水热化学法和等体积溶液浸溃改性法组合改性制备得到。本专利技术还提供了一种多步组合制备的改性活性炭，其特征在于将活性炭原料用高压水热化学法和溶液浸溃改性法组合改性制备得到，步骤为该改性首先是通过将活性炭原料高温改性，然后再用溶液浸溃改性制备得到，其中高温是指温度大于等于200°c，溶液是指铜盐溶液或弱酸溶液。其中，优选的，高温是指大于等于250°C，特别优选地，大于等于300°C。其中，优选的，铜盐选自硫酸铜、硝酸铜和氯化铜中的一种或多种，弱酸选自苹果酸、柠檬酸、没食子酸中的一种或多种。优选的，上述铜盐溶液中，铜盐占铜盐溶液总重量的30-50%，弱酸溶液中，弱酸占弱酸溶液总重量的30-50%。优选的，上述高温改性的时间优选为1-5小时，尤其优选的，高温改性的时间为2-4小时。优选的，上述溶液浸溃改性的时间优选为O. 5-12小时,尤其优选的，高温改性的时间为2-4小时。优选的，高温改性的反应釜中活性炭与水的体积比为I : 0.5-3。优选的，溶液浸溃改性时，高温改性得到的活性炭与用于浸溃的溶液的体积比为I O.1-10。优选的，溶液浸溃改性的温度为10-40°C。优选的，溶液浸溃改性的时间为O. 5-12小时，具体地，本专利技术提供了一种改性活性炭的制备方法，该方法包括如下步骤A、将活性炭原料与水混合放入200-500°C的高温反应斧中保持1_5小时，然后烘干，得高温改性活性炭，其中活性炭与水的体积为I : 0.5-3。B、用质量浓度为30-50%的铜盐溶液或弱酸溶液在10_40°C浸溃步骤A得到的高温改性活性炭1-5小时，得到溶液浸溃的改性活性炭，其中高温改性活性炭与铜盐溶液或弱酸溶液的体积比为I O. 1-10。C、用蒸馏水将步骤B得到的改性活性炭洗至中性，烘干，即得到多步组合制备的改性活性炭。上述方法中，优选的，烘干的条件是100-11 (TC下烘2-4小时。上述方法中，优选的，铜盐选自硫酸铜、硝酸铜和氯化铜中的一种或多种，弱酸选自苹果酸、柠檬酸、没食子酸中的一种或多种。上述方法中，优选的，高温改性活性炭与铜盐溶液或弱酸溶液的体积比为I O. 5-2。上述方法中，优选的，铜盐选自硝酸铜，弱酸选自柠檬酸。优选的，上述改性活性炭及其制备方法中，活性炭原料优选的，活性炭原料为任何能够在市场购买得到的活性炭原料，活性炭颗粒的形状和尺寸不受限制，优选，可以使用的活性炭原料的高径比相等，优选的，尤其优选的，活性炭的直径为3mm±lmm。本专利技术的上述改性活性炭和制备活性炭的方法，由于经过高温扩孔并分别用弱酸溶液或铜盐溶液处理后，酚羟基官能团增加，羧基增加，总酸性官能团的比例增加，使得能够吸附氨气的官能团含量要远远大于改性前活性炭的酸性官能团含量，一般是改性前的I.5倍以上。这是仅仅通过酸性溶液改性或通过铜盐改性所无法预料的。本专利技术还提供了上述改性活性炭用于吸附氨气的用途，其中活性炭吸附氨气的吸附温度为30°C 80°C，空速为300 120( -1,氨气浓度为350 1050mg/m3。优选的，上述用途中，活性炭吸附氨气的吸附温度为30 60°C，空速为600 900h \氨气浓度为400 800mg/m3。上述用途中,氨气为集约化养殖场中的氨气。本专利技术还提供了上述改性活性炭用于吸附氨气的方法，该方法包括如下步骤将所述改性活性炭置于包含氨气的空间中2-20小时，空间中温度为30°C 80°C，空速为300 120011'氨气浓度为350 1050mg/m3。优选的，上述方法中将所述改性活性炭置于包含氨气的空间中3-15小时，空间中温度为30 60°C，空速为600 9001Γ1，氨气浓度为400 800mg/m3。上述方法中,其中包含氨气的空间为集约化养殖场。上述用途和方法中，改性活性炭的用量为每立方米空间应用1250_5000ml改性活性炭，优选的，每立方米空间应用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁美生，郝瑞刚，康文凯，陈文杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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