专利名称：一种用于废水处理的多孔炭的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔炭的制备方法，具体的说是一种以兰炭为原料制备多孔炭，主要应用于处理工业废水。
背景技术：
多孔炭材料是指具有不同空隙结构的新型碳素材料，其孔大小从 具有能够吸附金属离子的微孔(< 2nm)到能够吸附有机物分子的中孔(2 50nm)和大孔(> 50nm)。专利CN 102500319公布了一种提高多孔炭中孔率的方法。该方法制得的多孔炭对污水中有机物具有很好的去除效果，有助于多孔炭在水质中的工业化应用。但该方法需对多孔炭进行双氧水浸溃，需二次炭化，二次活化，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本较低，制备工艺简单，具有丰富的微孔-中孔-大孔结构，可用于生活废水和工业废水净化的多孔炭的制备方法。一种用于废水处理的多孔炭的制备方法主要包括以下步骤(I)将5 18mm粒径的兰炭浸溃在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中；(2)对干燥后的产物直接活化；(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗，干燥得到多孔炭。一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(I)中，有机物种类包括柠檬酸、草酸和聚丙烯酰胺，无机盐包括硝酸铁、硝酸钙或硝酸钴。一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(2)中，产物活化的温度为750 850°C，活化时间60 180min，升温速率6 10°C。一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(3)中，酸的种类包括盐酸、硝酸，酸洗温度60 100°C，酸洗时间30 90min，酸液PH = 2 5。本发明采用廉价的兰炭(粒径5 18mm)为原料,采用直接活化法,不需要破碎、成型、造粒、炭化等步骤，降低了成本，工艺简单；通过酸洗，能够除去多孔炭内的有机质和微量的碱性可溶性盐，促使部分微孔向中孔、大孔方向移动。该多孔炭具有丰富的孔结构微孔-中孔-大孔，能够充分吸附废水的金属离子和有机物，适合于各种生活废水和工业废水。
具体实施例方式实施例一将兰炭(粒径5 18mm)浸溃在O. lmol/L的柠檬酸和硝酸铁混合溶液中，浸泡时间20min，产物干燥温度90°C。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温，升温速率60C /min,活化温度750°C,活化时间60min,当达到活化温度时,关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH = 5的HCl溶液中振荡清洗30min，盐酸溶液温度60°C，用自来水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为93%，碘吸附值为458mg/g，亚甲基蓝吸附质235mg/g，COD去除率为91%。实施例二将兰炭(粒径5 18mm)浸溃在O. 8mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间30min，产物干燥温度90°C。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温，升温速率8°C /min,活化温度800°C,活化时间180min,当达到活化温度时,关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH = 3的HNO3溶液中振荡清洗40min，盐酸溶液温度90°C，用自来水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为92%，碘吸附值为489mg/g，亚甲基蓝吸附质318mg/g，COD去除率为96%。实施例三
将兰炭(粒径5 18mm)浸溃在I. 2mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间30min,产物干燥温度90°C。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温，升温速率10°C /min,活化温度850°C,活化时间120min,当达到活化温度时,关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH = 2的HCl溶液中振荡清洗60min，盐酸溶液温度90°C，用自来水煮沸清洗，直到PH= 7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为90%，碘吸附值为412mg/g，亚甲基蓝吸附质288mg/g，COD去除率为92%。实施例四将兰炭(粒径5 18mm)浸溃在O. 8mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间30min，产物干燥温度90°C。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温，升温速率8°C /mmin,活化温度800°C,活化时间150min,当达到活化温度时,关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH = 4的HNO3溶液中振荡清洗70min，盐酸溶液温度90°C，用自来水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为94%，碘吸附值为373mg/g，亚甲基蓝吸附质247mg/g，COD去除率为93%。实施例五将兰炭(粒径5 18mm)浸溃在2. Omol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间20min，产物干燥温度90°C。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温，升温速率9°C /min,活化温度830°C,活化时间180min,当达到活化温度时,关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH = 2. 5的HNO3溶液中振荡清洗90min，盐酸溶液温度85°C，用自来水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为93%，碘吸附值为361mg/g，亚甲基蓝吸附质285mg/g，COD去除率为91%。
权利要求
1.一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于，其工艺包括以下步骤 (1)对5-18_粒径的兰炭进行预处理，在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中进行浸泡； (2)对干燥脱水后的产物进行直接活化； (3)对活化产物进行酸处理，再经清洗、干燥得到多孔炭。
2.根据权利要求I所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于在所述步骤(I)中，有机物浓度为O. I 2mol/L，有机物种类包括聚丙烯酰胺、草酸、柠檬酸等，无机盐种类包括硝酸铁、硝酸钙、硝酸钴等。
3.根据权利要求I所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于在所述步骤(2)中，产物直接活化温度750 850°C，活化时间60 180min，升温速率6 10°C。
4.根据权利要求I所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于在所述步骤(3)中，酸的种类包括盐酸、硝酸，酸洗温度60 100°C，酸洗时间30 90min，酸液PH = 2 5。
全文摘要
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其生产过程包括以下步骤(1)对5-18mm粒径的兰炭进行预处理，在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中进行浸泡；(2)对干燥脱水后的产物进行直接活化，活化温度750℃～850℃，时间60～180min；(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗，干燥得到多孔炭。该方案直接以兰炭为原材料，采用一步活化处理，无需破碎、脱灰、捏合、成型、炭化等步骤，工艺简单，成本低廉，制备的多孔炭具有丰富的微孔-中孔-大孔结构，能够吸附生活和工业废水中各种金属离子、有机物，用途广泛。
文档编号C01B31/10GK102874805SQ20121034658
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者王耀光, 刘小峰, 刘雪松, 石磊 申请人:浙江海亮环境材料有限公司