一种改性的活性炭材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102872802A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102872802A(43)申请公布日2013.01.16(21)申请号201210381226.1(22)申请日2012.10.10(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人陈维芳张泽亚程明涛李倩林淑英王宏岩于哲(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)C02F101/12(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书77页页附图附图22页(54)发明名称一种改性的活性炭材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种改性的活性炭材料及其制备方法，所述的改性的活性炭材料即以活性炭为原料，将活性炭置于加热炉中，先通入氮气，将温度升高至600-900℃后通入氨气，活性炭在氨气中反应10-120min，即得改性的活性炭材料。本发明的一种改性的活性炭材料对水中高氯酸盐离子有很高的吸附性能，可将原料活性炭吸附水中高氯酸盐的能力提高将近9倍，并具有机械强度高、使用生命周期长、使用成本低的特点。其制备过程操作简单，制成后的改性的活性炭材料能再生后重复使用，对材料的损耗少。CN10287ACN102872802A权利要求书1/1页1.一种改性的活性炭材料，以活性炭为原料，其特征在于将原料活性炭进行氨气热处理后而得到的改性的活性炭材料，改性的活性炭材料的表面N的含量为原料活性炭材料的6~7倍；所述的原料活性炭材料即以木材、沥青、煤炭或秸秆为原料，在惰性气体条件下控制温度300－400℃碳化1-3h后用温度为500－700℃的水蒸汽活化0.5-1h即得所述的原料活性炭材料；所述的氨气为工业用无水氨气，氨气纯度大于99.99％。2.如权利要求1所述的一种改性的活性炭材料，其特征在于所述的原料活性炭材料的孔径体积在0.1-0.5mL/g，比表面积500-1200m2/g。3.如权利要求2所述的一种改性的活性炭材料，其特征在于所述的氨气热处理即控制温度为600-900℃，时间为10-120min下将氨气和原料活性炭材料进行反应。4.如权利要求1、2或3所述的一种改性的活性炭材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）、将原料活性炭材料置于加热炉中，通入氮气，控制流量在70ｍL/min,开始加热，加热速度保持在50℃/min，升高至600-900℃；（2）、待步骤（1）温度升高至600-900℃，停止通入氮气，开始通入氨气，氨气的流量控制为50-100mL/min,温度保持为600-900℃，氨气和原料活性炭材料反应时间控制为10-120min;（3）、步骤（2）反应完成后，关闭氨气，打开氮气，加热炉开始降温，降温速度为10℃/min，待温度降到室温时，取出经处理后的原料活性炭材料，用去离子水洗涤后干燥，即得一种改性的活性炭材料。5.如权利要求4所述的一种改性的活性炭材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中温度保持为700℃。6.如权利要求5所述的一种改性的活性炭材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中的反应时间控制为60min。7.如权利要求6所述的一种改性的活性炭材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中的氨气流量控制为70mL/min。8.如权利要求1、2或3所述的一种改性的活性炭材料用于去除水中阴离子。9.如权利要求1、2或3所述的一种改性的活性炭材料用于去除水中的高氯酸盐阴离子。2CN102872802A说明书1/7页一种改性的活性炭材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种改性的活性炭材料及其制备方法。背景技术-[0002]对水中高氯酸盐离子(ClO4)的研究在近年来受到越来越多的重视，这主要与高氯酸盐检测技术的进步有关。97年以前，通过液相萃取和分光光度法能检测到的最低浓度大约为100µg/L。98年以来，美国Dionex等公司研究开发了对高氯酸盐的高效色谱分析检测方法，检测限达到ng/L。由于检测手段的提高,很多原来被认为是安全的饮用水源都被检测到有高氯酸盐的污染。高氯酸盐对人体健康的影响主要是由于其对人体甲状腺功能的影响。[0003]目前，饮用水源地下水或地表水中检测到的高氯酸盐离子浓度一般在μg/L级。高氯酸盐的去除方法很多，其中，离子交换或吸附过程被认为最适用于饮用水中微污染的高氯酸盐的去除。活性炭是目前水处理中最常用的吸附剂之一。但是活性炭吸附存在的主要问题是竞争吸附问题。由于水中高氯酸盐离子的浓度一般在μg/L级，而水中其他常见阴离子如氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子等的浓度则通常为mg/L级。因此，竞争吸附的影响