一种煤沥青基片状中孔炭的制备及应用.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CN108584949A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810507710.1(22)申请日2018.05.24(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市花山区湖东中路59号(72)发明人余谟鑫吴胜华施伟张晨丁香梅张丽王晓婷何孝军(74)专利代理机构安徽知问律师事务所34134代理人杜袁成(51)Int.Cl.C01B32/33(2017.01)C01B32/348(2017.01)C01F7/00(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种煤沥青基片状中孔炭的制备及应用(57)摘要本发明公开了一种煤沥青基片状中孔炭的制备及应用，属于炭材料制备技术领域。该制备是以煤沥青为碳源，镁铝水滑石为导向模板，氢氧化钾为造孔剂，将氢氧化钾、合成的镁铝水滑石粉末研磨混合后再与煤沥青粉末混匀，随后转移至刚玉舟中，置于管式炉内进行加热，最后自然降温至室温；将得到的产物取出，经洗涤和干燥后得到煤沥青基片状中孔炭。本发明以煤沥青为碳源制备片状中孔炭，具有成本低廉、工艺简单、可控等优点。所得中孔炭作为吸附剂，室温下，对废水中酸性橙74、茜素绿和碱蓝6B分别进行吸附等温线测定，当染料平衡浓度为20mg/L时，中孔炭对三者的平衡吸附量分别达到600mg/g、213mg/g、和1108mg/g。CN108584949ACN108584949A权利要求书1/1页1.一种煤沥青基片状中孔炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)镁铝水滑石的合成(a)将MgSO4·7H2O和Al2(SO4)3·18H2O加入去离子水中溶解配成盐溶液，其中：MgSO4·7H2O和Al2(SO4)3·18H2O的质量比为2～3:1；(b)将氢氧化钠和无水碳酸钠加入去离子水中溶解配成碱溶液，其中：氢氧化钠和碳酸钠的质量比为0.8～1.5:1；(c)将上述两种溶液同时滴入烧瓶中混合均匀，恒温65℃回流晶化8h后，过滤干燥研磨后得到镁铝水滑石；其中硫酸镁和氢氧化钠质量比为2～3:1；(2)煤沥青基中孔炭纳米片的制备(a)将步骤(1)所合成的镁铝水滑石、煤沥青、氢氧化钾分别放入研磨钵中研磨至粉末并混合均匀，得到反应物；所述煤沥青质量占混合物总质量的12.5～25.8％，所述镁铝水滑石的质量占混合物总质量的48.2～68.6％；(b)将得到的反应物放入刚玉瓷舟中并置于管式炉内，在60mL/min的氩气气氛下，将管式炉升温至800～900℃的终温，恒温60分钟后自然降温至室温；将所得产物取出，研磨粉碎后，加入酸溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，干燥后的得到目标产物：煤沥青基中孔炭。2.如权利要求1所述的煤沥青基片状中孔炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(2b)中管式炉升温的具体步骤是：以5℃/min的升温速率加热至150℃后恒温30分钟，继续以5℃/min的升温速率将管式炉升温至400℃后恒温30分钟，接着以5℃/min的升温速率将管式炉升温至800～900℃的终温。3.如权利要求1所述方法制备的煤沥青基片状中孔炭作为吸附剂在废水处理中的应用。4.如权利要求3所述煤沥青基片状中孔炭作为吸附剂在废水处理中的应用，其特征在于，所述废水处理是指煤沥青基片状中孔炭作为吸附剂对废水中染料的吸附。2CN108584949A说明书1/3页一种煤沥青基片状中孔炭的制备及应用技术领域[0001]本发明属于炭材料制备技术领域，具体涉及一种煤沥青基片状中孔炭的制备方法及其在废水处理中的应用。背景技术[0002]水是生命的源泉，它不仅满足了人类的生活与生产的需求，同时也维护了万物赖以生存的自然生态系统，所有生物都离不开水。但随着人类社会的快速发展，水污染问题在全球范围内日益严重，尤其以化工、制药、石油等行业产生的工业废水首当其冲，在这其中也包括印染废水所带来的问题。[0003]吸附法是常用的处理印染废水的方法，它可以有效地将印染废水中的污染物除去，具有适用范围广、易操作、成本低廉和高效等优点。吸附剂是吸附技术的核心。多孔炭具有很多优点，如比表面积高、化学性能稳定、表面官能团丰富，孔隙发达等。吸附剂的结构性质如比表面积，孔容、孔径大小及分布等是影响其吸附性能的关键因素。由于大多数染料分子尺寸较大，由于存在空间位阻效应，其难以进入活性炭的微孔部分，因此必须根据染料分子的大小，开发能对其进行有效吸附的中孔炭材料。[0004]我国的煤沥青资源丰富，价格价廉，但其低附加值的利用会带来环境污染等一系列问题，鉴于此，将其作为碳源，可控制备高性能的多孔炭材料，不仅为吸附领域合成高性能的吸附剂，也为煤沥青的高附加值利用探索新的途径。发明内容[0005]为克服现有技