一种炭基吸附材料的制备方法和应用.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CN112774632A(43)申请公布日2021.05.11(21)申请号202110035256.6(22)申请日2021.01.12(71)申请人河南省高新技术实业有限公司地址450003河南省郑州市金水区红专路58号申请人河南省科学院(72)发明人马磊刘振肖进彬谢梅竹赵绘婷王鹏晓(74)专利代理机构北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司11385代理人任霜(51)Int.Cl.B01J20/20(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种炭基吸附材料的制备方法和应用(57)摘要本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种炭基吸附材料的制备方法和应用。本发明提供了一种炭基吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将造纸污泥和造纸黑液混合后静置，得到待反应物；所述造纸黑液的pH值≥13；将所述待反应物依次进行炭化和活化，得到所述炭基吸附材料。本发明以造纸黑液和造纸污泥为原料制备炭基活性吸附材料，以造纸黑液与造纸污泥中的有机质为炭源，以造纸黑液自身的强碱性为活化剂，在不添加辅助试剂的情况下，经过炭化和活化制备得到具有良好吸附性能的炭基吸附材料。本发明的制备方法节约了木材、煤炭等资源，高值化利用造纸废物，减轻了造纸行业的环保负担，具有良好的环境和经济效益。CN112774632ACN112774632A权利要求书1/1页1.一种炭基吸附材料的制备方法，包括以下步骤：将造纸污泥和造纸黑液混合后静置，得到待反应物；所述造纸黑液的pH值≥13；将所述待反应物依次进行炭化和活化，得到所述炭基吸附材料。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述炭化的温度为450～550℃，时间为20～60min。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述活化的温度为700～800℃，时间为30～60min。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述造纸黑液的固含量≥50％；所述造纸污泥的含水率≤8％。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述造纸污泥和造纸黑液的质量比为1:3～5。6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述静置的时间为1～3天。7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述活化后还包括：将活化后产物依次进行粉碎过筛、酸溶水洗和干燥。8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述粉碎过筛用标准筛的孔径为100目；所述酸溶水洗用酸溶液的质量浓度为13～17％。9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，过筛得到的筛下物和所述酸溶液的质量比为1:6～10。10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的炭基吸附材料在污水处理方面的应用。2CN112774632A说明书1/5页一种炭基吸附材料的制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种炭基吸附材料的制备方法和应用。背景技术[0002]造纸工业制浆过程中产生的蒸煮废液(黑液)和造纸工业废水处理后产生的固体废物(污泥)是造纸工业生产过程中产生的主要污染物。黒液中约有65％的有机物质，有机物质中木质素的含量约为50％；黑液的pH值大于13，处理难度大，成本高。污泥是造纸行业产生的固体废弃物，污泥中残留部分造纸废水中的污染物，如不能妥善处理，将对环境造成严重危害。[0003]炭基吸附材料是一种由煤或者有机物含量高的木质或非木质原料，经炭化、活化生产而来。其主要成分为碳，并含有少量的氧、氢、硫、氮、氯等元素，其内部有丰富的孔道结构，因其具有比表面积大，吸附性能强的特点，被广泛应用于污水处理、脱色、除臭以及重金属离子的吸附脱除。[0004]目前有利用造纸黑液制备炭基吸附材料的报道。例如：中国专利CN106315544A公开了一种制备活性炭的方法，该专利将造纸黑液和木屑在常温下浸渍2～3d，在105℃下干燥8～24h，缺氧条件下在300～500℃下炭化0.5～1.5h，将炭化反应后的混合物浸泡在水中搅拌2～6h后，在80～100℃下活化0.5～1.5h，制得造纸黑液活性炭；该方法的生产过程中需要用到木质原料来提供炭源，增加了原料成本，不利于大规模生产应用。[0005]中国专利CN107324330A公开了一种造纸污泥制备活性炭的方法，该发明在MAX‑P16/NKC‑52存在的条件下，将造纸污泥和两者混合均匀，在300～500℃下处理3～6h制得造纸污泥活性炭基吸附材料；该制备方法中需要添加MAX‑P16/NKC‑52，MAX‑P16/NKC‑52的价格高昂，增加了制备炭基吸附材料的生产成本，不能适应市场需求。发明内容[0006]有鉴于此，本发明提供了一种炭基吸附材料的制备方法和应用，本发明直接以造纸污泥和造纸黑液为原料制备炭基