一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，水體污染治理面臨嚴峻挑戰(zhàn)。水是生命的源泉，工業(yè)的發(fā)展使染料和重金屬成為最重要的水體污染物之一，染料廢水和重金屬廢水的高效治理成為目前研究的熱點和難點，頻頻發(fā)生的環(huán)境污染事件迫切要求開發(fā)高效的環(huán)境保護材料和技術(shù)。吸附是一種非常有效的污染物分離和去除的方法，環(huán)境污染的現(xiàn)狀迫切要求開發(fā)多種具有選擇性的改性活性炭纖維劑材料。結(jié)構(gòu)決定性能，吸附材料的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到吸附效率的高低、再生和材料的使用壽命問題。近些年來，研究者們進行了許多關(guān)于新型吸附材料的制備研究，如何獲得染料和重金屬吸附效率高、脫附再生易、降解容易和機械性能優(yōu)良的一體化材料一直是吸附材料研究的熱點。
[0003]活性炭纖維具有比表面積大、吸脫附速度快和再生能力強等特點，能夠有效地分離氣體和水體中的一些污染物質(zhì)，但由于其孔結(jié)構(gòu)基本上為微孔結(jié)構(gòu)，對水體中的染料和某些重金屬離子具有選擇性吸附。另一方面，由于碳納米管的特殊結(jié)構(gòu)，研究認為碳納米管對染料等物質(zhì)具有優(yōu)異的吸附性能，但其質(zhì)量輕，難以有效進行液固分離，而如果將活性炭纖維和碳納米管結(jié)合在一起，則有望取各自所長，補各自所短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，解決活性碳纖維吸附材料不能對水體中的污染物完全吸收以及碳納米管吸附材料質(zhì)量輕、難以有效進行液固分離的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0006]步驟1、取1mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇溶液中，調(diào)制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；
[0007]步驟2、稱取5g活性炭纖維在55°C?85°C烘箱中烘Ih?4h，然后放入10mL濃硝酸溶液中浸泡2h?5h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在55°C?85°C烘箱中烘干；
[0008]步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟I已經(jīng)配制好的溶液中浸漬3h?6h，取出，自然晾干；
[0009]步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應(yīng)器中間的恒溫區(qū)，通入N2升溫到200°C，通入流量為0.lL/min?0.3L/min的H2，直到溫度升到450 °C?850 °C，再通入流量為0.1L/min ?0.3L/minHjP流量為 0.2L/min ?0.5L/minC2H2進行催化裂解，反應(yīng) 20min ?60min，停止通入氣體，在隊氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。
[0010]步驟I中，所使用乙醇和硝酸鎳均為分析純。
[0011]步驟4中，石英反應(yīng)器中有熱電偶和加熱爐。
[0012]本發(fā)明一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法具有以下優(yōu)點:
[0013]本發(fā)明以活性炭纖維為基體，利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在其表面生長碳納米管，制備的復(fù)合材料同時具有活性炭纖維和碳納米管的優(yōu)點，能同時處理染料廢水和重金屬廢水，綜合吸附性能較強；本發(fā)明制備方法簡單，容易實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種改性活性炭纖維復(fù)合材料的制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]步驟1、取1mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇溶液中，調(diào)制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；
[0018]步驟2、稱取5g活性炭纖維在55°C烘箱中烘4h，然后放入10mL濃硝酸溶液中浸泡5h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在55°C烘箱中烘干；
[0019]步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟I已經(jīng)配制好的溶液中浸漬3h，取出，自然晾干；
[0020]步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應(yīng)器中間的恒溫區(qū)，通入N2升溫到200°C，通入流量為0.lL/min的H2，直到溫度升到850°C，再通入流量為0.lL/min的比和流量為0.2L/min C2H2進行催化裂解，反應(yīng)60min，停止通入氣體，在N 2氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。
[0021]實施例2
[0022]步驟1、取1mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇溶液中，調(diào)制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；
[0023]步驟2、稱取5g活性炭纖維在85°C烘箱中烘lh，然后放入10mL濃硝酸溶液中浸泡2h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在85°C烘箱中烘干；
[0024]步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟I已經(jīng)配制好的溶液中浸漬6h，取出，自然晾干；
[0025]步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應(yīng)器中間的恒溫區(qū)，通入N2升溫到200°C，通入流量為0.3L/min的H2,直到溫度升到450 °C，再通入流量0.3L/minHjP流量為0.51/HiinQH2進行催化裂解，反應(yīng)20min，停止通入氣體，在1氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。
[0026]實施例3
[0027]步驟1、取1mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇溶液中，調(diào)制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；
[0028]步驟2、稱取5g活性炭纖維在65°C烘箱中烘2h，然后放入10mL濃硝酸溶液中浸泡4h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在65°C烘箱中烘干；
[0029]步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟I已經(jīng)配制好的溶液中浸漬4h，取出，自然晾干；
[0030]步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應(yīng)器中間的恒溫區(qū)，通入N2升溫到200°C，通入流量為0.2L/min的H2,直到溫度升到550 °C，再通入流量為0.2L/minHjP流量為0.4L/HiinQH2進行催化裂解，反應(yīng)30min，停止通入氣體，在1氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。
【主權(quán)項】
1.一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1、取1mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇溶液中，調(diào)制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用； 步驟2、稱取5g活性炭纖維在55°C?85°C烘箱中烘Ih?4h，然后放入10mL濃硝酸溶液中浸泡2h?5h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在55°C?85°C烘箱中烘干； 步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟I已經(jīng)配制好的溶液中浸漬3h?6h，取出，自然晾干； 步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應(yīng)器中間的恒溫區(qū)，通入N2升溫到200 V，通入流量為0.lL/min?0.3L/min的H2，直到溫度升到450°C?850°C，再通入流量為0.lL/min?0.3L/minH；^P流量為0.2L/min?0.5L/minC 2?進行催化裂解，反應(yīng)20min?60min，停止通入氣體，在隊氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。2.按照權(quán)利要求2所述一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，步驟I中，所使用乙醇和硝酸鎳均為分析純。3.按照權(quán)利要求2所述一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，步驟4中，石英反應(yīng)器中有熱電偶和加熱爐。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性活性炭纖維復(fù)合材料及其制備方法，具體步驟為：調(diào)制硝酸鎳的乙醇溶液，并對活性炭纖維進行預(yù)處理，將處理后的活性炭纖維放入硝酸鎳的乙醇溶液中浸泡，然后進行高溫催化裂解，冷卻后即制得。本發(fā)明利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在活性炭纖維表面生長碳納米管，制備的復(fù)合材料同時具有活性炭纖維和碳納米管的優(yōu)點，能同時處理染料廢水和重金屬廢水，綜合吸附性能較強；本發(fā)明制備方法簡單，容易實現(xiàn)。
【IPC分類】B01J20/30, C02F1/28, C02F101/20, B01J20/20, C02F103/30
【公開號】CN105561919
【申請?zhí)枴緾N201410546903
【發(fā)明人】齊海港
【申請人】西安艾菲爾德復(fù)合材料科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月15日