專利名稱：一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔炭的制備方法，具體的說是一種以蘭炭為原料制備多孔炭，主要應(yīng)用于處理工業(yè)廢水。
背景技術(shù)：
多孔炭材料是指具有不同空隙結(jié)構(gòu)的新型碳素材料，其孔大小從 具有能夠吸附金屬離子的微孔(< 2nm)到能夠吸附有機物分子的中孔(2 50nm)和大孔(> 50nm)。專利CN 102500319公布了一種提高多孔炭中孔率的方法。該方法制得的多孔炭對污水中有機物具有很好的去除效果，有助于多孔炭在水質(zhì)中的工業(yè)化應(yīng)用。但該方法需對多孔炭進行雙氧水浸潰，需二次炭化，二次活化，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本較低，制備工藝簡單，具有豐富的微孔-中孔-大孔結(jié)構(gòu)，可用于生活廢水和工業(yè)廢水凈化的多孔炭的制備方法。一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法主要包括以下步驟(I)將5 18mm粒徑的蘭炭浸潰在一定濃度的有機物和無機鹽混合溶液中；(2)對干燥后的產(chǎn)物直接活化；(3)對活化產(chǎn)物進行酸處理，再經(jīng)清洗，干燥得到多孔炭。一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法步驟(I)中，有機物種類包括檸檬酸、草酸和聚丙烯酰胺，無機鹽包括硝酸鐵、硝酸鈣或硝酸鈷。一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法步驟(2)中，產(chǎn)物活化的溫度為750 850°C，活化時間60 180min，升溫速率6 10°C。一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法步驟(3)中，酸的種類包括鹽酸、硝酸，酸洗溫度60 100°C，酸洗時間30 90min，酸液PH = 2 5。本發(fā)明采用廉價的蘭炭(粒徑5 18mm)為原料,采用直接活化法,不需要破碎、成型、造粒、炭化等步驟，降低了成本，工藝簡單；通過酸洗，能夠除去多孔炭內(nèi)的有機質(zhì)和微量的堿性可溶性鹽，促使部分微孔向中孔、大孔方向移動。該多孔炭具有豐富的孔結(jié)構(gòu)微孔-中孔-大孔，能夠充分吸附廢水的金屬離子和有機物，適合于各種生活廢水和工業(yè)廢水。
具體實施例方式實施例一將蘭炭(粒徑5 18mm)浸潰在O. lmol/L的檸檬酸和硝酸鐵混合溶液中，浸泡時間20min，產(chǎn)物干燥溫度90°C。干燥后倒入活化爐內(nèi)，在N2氛圍下進行升溫，升溫速率60C /min,活化溫度750°C,活化時間60min,當達到活化溫度時,關(guān)閉氮氣閥門，通入高壓水蒸氣?；罨笤赑H = 5的HCl溶液中振蕩清洗30min，鹽酸溶液溫度60°C，用自來水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。經(jīng)過測試，多孔炭的強度為93%，碘吸附值為458mg/g，亞甲基藍吸附質(zhì)235mg/g，COD去除率為91%。實施例二將蘭炭(粒徑5 18mm)浸潰在O. 8mol/L的草酸酸和硝酸鈷混合溶液中，時間30min，產(chǎn)物干燥溫度90°C。干燥后倒入活化爐內(nèi)，在N2氛圍下進行升溫，升溫速率8°C /min,活化溫度800°C,活化時間180min,當達到活化溫度時,關(guān)閉氮氣閥門，通入高壓水蒸氣?；罨笤赑H = 3的HNO3溶液中振蕩清洗40min，鹽酸溶液溫度90°C，用自來水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。經(jīng)過測試，多孔炭的強度為92%，碘吸附值為489mg/g，亞甲基藍吸附質(zhì)318mg/g，COD去除率為96%。實施例三
將蘭炭(粒徑5 18mm)浸潰在I. 2mol/L的草酸酸和硝酸鈷混合溶液中，時間30min,產(chǎn)物干燥溫度90°C。干燥后倒入活化爐內(nèi)，在N2氛圍下進行升溫，升溫速率10°C /min,活化溫度850°C,活化時間120min,當達到活化溫度時,關(guān)閉氮氣閥門，通入高壓水蒸氣。活化后在PH = 2的HCl溶液中振蕩清洗60min，鹽酸溶液溫度90°C，用自來水煮沸清洗，直到PH= 7左右，烘干，便得到多孔炭。經(jīng)過測試，多孔炭的強度為90%，碘吸附值為412mg/g，亞甲基藍吸附質(zhì)288mg/g，COD去除率為92%。實施例四將蘭炭(粒徑5 18mm)浸潰在O. 8mol/L的草酸酸和硝酸鈷混合溶液中，時間30min，產(chǎn)物干燥溫度90°C。干燥后倒入活化爐內(nèi)，在N2氛圍下進行升溫，升溫速率8°C /mmin,活化溫度800°C,活化時間150min,當達到活化溫度時,關(guān)閉氮氣閥門，通入高壓水蒸氣?；罨笤赑H = 4的HNO3溶液中振蕩清洗70min，鹽酸溶液溫度90°C，用自來水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。經(jīng)過測試，多孔炭的強度為94%，碘吸附值為373mg/g，亞甲基藍吸附質(zhì)247mg/g，COD去除率為93%。實施例五將蘭炭(粒徑5 18mm)浸潰在2. Omol/L的草酸酸和硝酸鈷混合溶液中，時間20min，產(chǎn)物干燥溫度90°C。干燥后倒入活化爐內(nèi)，在N2氛圍下進行升溫，升溫速率9°C /min,活化溫度830°C,活化時間180min,當達到活化溫度時,關(guān)閉氮氣閥門，通入高壓水蒸氣?；罨笤赑H = 2. 5的HNO3溶液中振蕩清洗90min，鹽酸溶液溫度85°C，用自來水煮沸清洗，直到PH = 7左右，烘干，便得到多孔炭。經(jīng)過測試，多孔炭的強度為93%，碘吸附值為361mg/g，亞甲基藍吸附質(zhì)285mg/g，COD去除率為91%。
權(quán)利要求
1.一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法，其特征在于，其工藝包括以下步驟 (1)對5-18_粒徑的蘭炭進行預(yù)處理，在一定濃度的有機物和無機鹽混合溶液中進行浸泡； (2)對干燥脫水后的產(chǎn)物進行直接活化； (3)對活化產(chǎn)物進行酸處理，再經(jīng)清洗、干燥得到多孔炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法，其特征在于在所述步驟(I)中，有機物濃度為O. I 2mol/L，有機物種類包括聚丙烯酰胺、草酸、檸檬酸等，無機鹽種類包括硝酸鐵、硝酸鈣、硝酸鈷等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法，其特征在于在所述步驟(2)中，產(chǎn)物直接活化溫度750 850°C，活化時間60 180min，升溫速率6 10°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法，其特征在于在所述步驟(3)中，酸的種類包括鹽酸、硝酸，酸洗溫度60 100°C，酸洗時間30 90min，酸液PH = 2 5。
全文摘要
一種用于廢水處理的多孔炭的制備方法，其生產(chǎn)過程包括以下步驟(1)對5-18mm粒徑的蘭炭進行預(yù)處理，在一定濃度的有機物和無機鹽混合溶液中進行浸泡；(2)對干燥脫水后的產(chǎn)物進行直接活化，活化溫度750℃～850℃，時間60～180min；(3)對活化產(chǎn)物進行酸處理，再經(jīng)清洗，干燥得到多孔炭。該方案直接以蘭炭為原材料，采用一步活化處理，無需破碎、脫灰、捏合、成型、炭化等步驟，工藝簡單，成本低廉，制備的多孔炭具有豐富的微孔-中孔-大孔結(jié)構(gòu)，能夠吸附生活和工業(yè)廢水中各種金屬離子、有機物，用途廣泛。
文檔編號C01B31/10GK102874805SQ20121034658
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王耀光, 劉小峰, 劉雪松, 石磊 申請人:浙江海亮環(huán)境材料有限公司