一种用有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法
【专利摘要】本发明涉及一种有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法，该方法杆为原料，以磷酸（H3PO4)或焦磷酸(H4P2O7)或四聚磷酸(H6P4O13)为活化剂，将秸秆粉末按一定质量比与含氧磷酸混合，再按不同含氧磷酸与有机醇或有机酸摩尔波比添加有机醇或有机酸，经浸渍、炭化活化制备活性炭。本发明工艺简单，制备的活性炭显著提高吸附污水中重金属离子如r(VI)，Pb(II)，Cd(II)，Ni(II)等的能力。
【专利说明】一种用有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法一、【技术领域】
[0001]本发明属于材料【技术领域】，特别是一种有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法。
二、【背景技术】
[0002]活性炭是一种具有高度发达孔隙结构和极大比表面积的炭材料。活性炭具有很强的吸附性能及耐酸碱特性，被广泛地应用于气相和液相中有害物质的吸附、净化处理。近十几年来，为了满足对更高效活性炭的要求，生产者常通过改性活性炭以提高其物理化学性能和吸附能力。目前对于活性炭改性，常将活性炭制备好后，再对其进行物理或化学处理，这种改性方法比较复杂，需要的工艺步骤比较多。磷酸活化法具有高产率、低成本、低污染等优点，得到较广泛的应用。但磷酸活化法制得的活性炭存在表面含氧官能团较低等缺点，使该方法应用受到一定影响。
三、
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有制备活性炭改性技术的缺点，提供一种参杂有机醇或有机酸改性活性炭的方法。
[0004]在含氧磷酸活化法过程中参杂有机醇或有机酸，含氧磷酸能够催化有机醇或有机酸与木质纤维素发生醚化或酯化反应，将大量含氧官能团引入到先驱体表面，含氧磷酸也会与有机醇或有机酸发生酯化反应生成一种高效的聚合磷酸酯阻燃剂，并且这种磷酸酯聚合物会在高温下分解产生大量的强氧化性自由基，从而进一步增加先驱体表面的含氧官能团。本发明以莲杆为原料，以磷酸(H3PO4)或焦磷酸(H4P2O7)或四聚磷酸(H6P4O13)为活化剂，将秸杆粉末按一定质量比与含氧磷酸混合，再按不同含氧磷酸与有机醇或有机酸摩尔波比添加有机醇或有机酸，经浸溃、炭化活化制备活性炭，该制备方法如下:
[0005](I)将秸杆粉末按1:1-1:4质量比与含氧磷酸混合，再按不同含氧磷酸与有机醇或有机酸摩尔波比1:0.01-1:0.05添加有机醇或有机酸，混匀，室温下浸溃6~12小时；
[0006](2)将浸溃好的样品置于马弗炉中，450度~600度下炭化活化40~60分钟；
[0007](3)将化好的样品用去离子水洗涤至pH值稳定在6.9~7.1，进行烘干，即制得活性炭。
[0008]本发明所述的有机醇或有机酸为:季戊四醇(C5H12O4)、酒石酸(C4H6O6)、柠檬酸(C6H8O7)、乙酸(CH3COOH)。所述的原料还可以采用以菰草、香蒲、土豆秸杆。
[0009]本发明以有机醇或有机酸参杂改性活性炭的方法，工艺简单，制备的活性炭显著提高吸附污水中重金属离子如r (VI)，Pb (II)，Cd(II)，Ni (II)等的能力。
四、【具体实施方式】
[0010]实施例1
[0011]将莲杆粉末按1:2质量比与磷酸混合，再按磷酸与季戊四醇1: 0.05摩尔比加入季戊四醇，混匀，室温下浸溃6小时；然后将上述浸溃好的样品置于马弗炉中，450度下炭化活化I小时；待冷却后，用去离子水洗净，烘干，即制得活性炭。经试验活性炭表面酸性官能团比未改性的活性炭提高75%，Ni (II)吸附容量提高60%。
[0012]实施例2
[0013]将莲杆粉末按1:2.5质量比与四聚磷酸混合，再按四聚磷酸与酒石酸按1: 0.03摩尔比加入酒石酸，混匀，室温下浸溃8小时；然后将上述浸溃好的样品置于马弗炉中，550度下炭化活化30分钟；待冷却后，用去离子水洗净，烘干，即制得活性炭。经试验活性炭表面酸性官能团比未改性的活性炭提高43%，Cd(II)吸附容量提高32%。
[0014]实施例3
[0015]将莲杆粉末按1:3浸溃比(g秸杆/mol磷原子)与焦磷酸混合，再按磷酸与柠檬酸1:0.02的摩尔比加入季戊四醇柠檬酸，室温下浸溃9小时；然后将上述浸溃好的样品置于马弗炉中，500度下炭化活化40分钟；待冷却后，用去离子水洗净，烘干，即制得活性炭。经试验表面酸性官能团比未改性的活性炭提高50%，Cr(VI)吸附容量提高34%。
【权利要求】
1.一种用有机醇或机酸参杂改性制备活性炭的方法，以莲杆为原料，以磷酸(H3PO4)或焦磷酸(H4P2O7)或四聚磷酸(H6P4O13)为活化剂，其特征在于将秸杆粉末按一定质量比与含氧磷酸混合，再按不同含氧磷酸与有机醇或有机酸摩尔波比添加有机醇或有机酸，经浸溃、炭化活化制备活性炭，该制备方法如下: (1)将秸杆粉末按1:1-1:4质量比与含氧磷酸混合，再按不同含氧磷酸与有机醇或有机酸摩尔波比1:0.01-1:0.05添加有机醇或有机酸，混匀，室温下浸溃6~12小时； (2)将浸溃好的样品置于马弗炉中，450度~600度下炭化活化40~60分钟； (3)将化好的样品用去离子水洗涤至pH值稳定在6.9~7.1，进行烘干，即制得活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种用有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法，其特征在于所述的有机醇或有机酸为:季戊四醇(C5H12O4)、酒石酸(C4H6O6)、柠檬酸(C6H8O7)、乙酸(CH3COOH)。
3.根据权利要求1所述的一种用有机醇或有机酸参杂改性制备活性炭的方法，其特征在于所述的原料还可以采用以菰草、香蒲、土豆秸杆。
【文档编号】C01B31/12GK103466619SQ201310445369
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】张建, 高金红, 刘海, 程呈, 张成禄, 郭子彰 申请人:山东大学