一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110075803A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910476796.0(22)申请日2019.06.03(71)申请人许皖地址230041安徽省合肥市包河区屯溪路193号合肥工业大学材料科学与工程学院(72)发明人许皖胡可黄三妹(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F103/30(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法(57)摘要本发明涉及一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，具体步骤包括：将碳源、氮源、模板和活化剂粉碎，然后混合均匀，将上述混合样品放入刚玉舟中，在管式炉中进行加热碳化，碳化后的炭材料进行粉碎、酸洗，最后烘干保存。该方法制备的氮掺杂碱性多孔炭的氮含量比商品炭高很多，表面呈碱性，对酸性染料有很强的吸附作用，利用多层吸附的方式能进一步提高对染料的吸附量。CN110075803ACN110075803A权利要求书1/1页1.一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤A：按照以下重量份制备氮掺杂碱性多孔炭：煤沥青3-5份、2-甲基咪唑3-5份、轻质氧化镁25-30份和氢氧化钾15-25份；步骤B：将块状的煤沥青研磨成粉末，将2-甲基咪唑研磨成粉末，再将轻质氧化镁、煤沥青粉末和2-甲基咪唑粉末混合均匀，最后研磨氢氧化钾，将氢氧化钾研磨成粉末后迅速加入到前述的煤沥青粉末、2-甲基咪唑粉末和轻质氧化镁的混合物中，形成混合样品；步骤C：将混合样品放入刚玉舟中，然后将装有混合样品的刚玉舟放到管式炉中，通入惰性气体；步骤D：设置升温程序，加热碳化制备活性炭，然后冷却至室温；步骤E：将加热烧制过的块状炭材料研磨成粉状炭材料，将粉状碳材料放入玻璃烧杯中，根据轻质氧化镁摩尔量的1.1-1.3倍加入盐酸，选用0.5-3.0mol/L的盐酸，用磁力搅拌器搅拌上述粉状炭材料和盐酸的混合溶液22-26h，用真空泵抽滤得到酸洗后的粉状炭材料，将酸洗后的粉状炭材料再次放入到干净的玻璃烧杯中，加入70-90℃的蒸馏水，蒸馏水的体积为烧杯容量的2/3-4/5,搅拌5-10min，最后过滤，蒸馏水洗炭的过程重复2-3次，得到去模板粉状炭材料；步骤F：将去模板后的粉状炭材料放入干燥箱中干燥，干燥温度100-110℃，得到氮掺杂碱性多孔炭。2.如权利要求1所述一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，煤沥青和2-甲基咪唑研磨粉碎后，用筛子过筛，使用粒度小于100目的煤沥青粉末和2-甲基咪唑粉末，氢氧化钾只需研磨粉碎，不过筛，避免氢氧化钾的潮解。3.如权利要求1所述一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，升温速率为3-10℃/min，终温为800-900℃，保温时间为0.5-2h。4.如权利要求1所述一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，其特征在于，所述步骤C中，惰性气体选用氮气，氮气的流量为30-40ml/min。5.如权利要求1所述的一种氮掺杂碱性多孔炭，用来进行多分子层吸附，吸附染料的方式为：碱性多孔炭先吸附酸性染料，再吸附碱性染料，再吸附酸性染料，反复进行，直至吸附量变得很小。2CN110075803A说明书1/5页一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法技术领域[0001]本发明涉及活性炭领域，具体涉及一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法。背景技术[0002]染料废水是在纺织染料加工过程中产生的废水，生产过程中会发生硝化、氧化还原、重氮化、磺化等反应。印染加工的各个工序都会产生的大量废水，它们的共同特点就是PH偏低、毒性大、难降解等，所以染料废水一直是工业废水中比较难处理的废水之一。化学需氧量(COD)达到几千甚至上万，生物降解能力差。[0003]吸附法是处理印染废水的常用方法，吸附法可以在常温、常压下进行，它的应用也十分广泛，吸附剂是吸附的关键，常用的吸附材料相当多，如活性炭、野草、花生壳、矿物、煤渣、兰炭等各种多孔物质和天然碳纤维等。但这些吸附剂通常只能进行单分子层吸附，它们的吸附量偏低、亲水性差、循环使用性差。[0004]因此，本发明致力于开发一种能够进行多分子层吸附、吸附量大和亲水性好的多孔炭吸附剂。发明内容[0005]本发明提供一种氮掺杂碱性多孔炭的制备方法，包括以下几个步骤：[0006]步骤A：按照以下重量份制备氮掺杂碱性多孔炭：煤沥青3-5份、2-甲基咪唑3-5份、轻质氧化镁25-30份和氢氧化钾15-25份；[0007]步骤B：将块状的煤沥青磨成煤沥青粉末，然后将2-甲基咪唑磨成粉末，再将轻质氧化镁、煤沥青粉末和