一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法技术

本发明专利技术涉及VOCs吸附领域，提供了一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，包括以下步骤：步骤一：将核桃壳洗净、粉碎、过筛、除杂，置于烘箱中恒温烘干；步骤二：高温烧结，得到B

【技术实现步骤摘要】
一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法


[0001]本专利技术涉及VOCs吸附领域，具体涉及一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法。

技术介绍

[0002]O3已成为导致部分城市空气质量超标的首要因子。VOCs是形成O3的重要前体物，主要存在于企业原辅材料或产品中，大部分易燃易爆，部分属于有毒有害物质，加强VOCs治理是现阶段控制O3污染的有效途径，也是帮助企业实现节约资源、提高效益、减少安全隐患的有力手段。
[0003]VOCs处理方法主要有吸附吸收、冷凝、膜分离、等离子体分解、催化氧化、直接燃烧和生物降解。挥发性有机化合物可以通过吸附聚集，吸附材料可以通过热解吸或真空解吸重复使用。吸附技术被认为是一种有效和经济的控制策略，因为它具有回收和再利用吸附材料和挥发性有机化合物的潜力。活性炭因其具有比表面积大、官能团丰富、化学稳定性好、机械强度高、耐酸碱等良好的物理化学性能而成为应用最广泛的吸附材料。
[0004]改性活性炭的方法有很多种，比如增加表面官能团等，但是大多面临着方法复杂且会造成二次污染的情况。本专利技术通过化学和物理改性，改变其活性炭的比表面积及孔径结构分布等，以达到增大吸附突破时间和吸附量，工艺高效绿色。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法。
[0006]本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：
[0007]一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，高效绿色，成本低，易于操作的优点。
[0008]一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：将核桃壳洗净、粉碎、过筛、除杂，置于烘箱中恒温烘干，得到核桃壳颗粒；
[0010]步骤二：将步骤一得到的核桃壳颗粒高温烧结，得到B
‑
AC；
[0011]步骤三：将步骤二得到的核桃壳碳化后的碳B
‑
AC与KOH混合，再次烧结，完成化学活化，得到KOH活化后的碳；
[0012]步骤四：将步骤三得到的KOH活化后的碳，在HCl溶液中浸泡以去除灰分和杂质，再用去离子水洗涤至中性，之后放入恒温烘箱干燥过夜，即得到化学活化后的活性炭K
‑
AC；
[0013]步骤五：再将步骤四得到的K
‑
AC置于乙醇溶剂中在10
‑
20min及功率为10
‑
40kHz下进行超声，过滤，恒温烘干后得到目标活性炭ACs。
[0014]优选地，所述步骤一中，核桃壳过筛的目数为30
‑
40目。
[0015]优选地，所述步骤一中，除杂是使用去离子水洗涤去除杂质，置于烘箱中恒温。
[0016]优选地，所述步骤二中，烧结是在管式炉内进行，升温速率是4℃/s，升温温度是
600℃，烧结是在氮气的气氛下进行，烧结时间是1h。
[0017]优选地，所述步骤三中，B
‑
AC与KOH混合以1:3的质量比混合。
[0018]优选地，所述步骤三中，再次烧结是在管式炉内进行，升温速率是4℃/s，升温温度是 800℃，烧结是在氮气的气氛下进行，烧结时间是1h。
[0019]优选地，所述步骤四中，HCl溶液的浓度是5mol/L，浸泡时间是8h。
[0020]优选地，所述步骤四中，超声的功率为10
‑
40kHz，时间为10
‑
20min。
[0021]优选地，所述步骤一、所述步骤四、所述步骤五的烘干时间均为12h。
[0022]优选地，所述步骤一的烘箱温度为100℃；所述步骤四的烘箱温度为110℃；所述步骤五的烘箱温度为80℃。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术的改性方法绿色高效，操作方便，成本较低，可利于大规模制备。
[0025]从本专利技术的检测数据能够看出，在同等条件下(初始浓度为650ppm的甲苯吸附床中， 50mg的吸附剂)，化学活化后的活性炭K
‑
AC的吸附突破时间为90min，经过化学活化和物理活化后的活性炭ACs的吸附突破时间为138min，增加了48min。
附图说明
[0026]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例4中制备的化学活化后的活性炭K
‑
AC与化学和物理活化后的 AC
T10W40
吸附突破曲线图；
[0028]图2为在同样时间10min，10
‑
40kHz功率进行物理超声活化的各种活性炭吸附突破曲线图；
[0029]图3为在同样功率40kHz，10
‑
30min时间进行物理超声活化的各种活性炭吸附突破曲线图。
具体实施方式
[0030]为了更清楚的说明本专利技术，对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。
[0031]以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0032]结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。
[0033]实施例1
[0034]一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，包括以下步骤：
[0035]先将核桃壳基活性炭进行化学活化，具体实施步骤如下
[0036]步骤一：将核桃壳洗净、粉碎后过筛30
‑
40目，用去离子水洗涤去除杂质，置于烘箱中恒温烘干，得到核桃壳颗粒。
[0037]步骤二：将步骤一得到的核桃壳颗粒于管式炉中以4℃/s升温至600℃，在N2气氛
下1h 以进行碳化，得到B
‑
AC；
[0038]步骤三：将步骤二得到的核桃壳碳化后的碳B
‑
AC与KOH以1:3的质量比，在管式炉中以4℃/s升温至800℃，N2气氛下1h以进行化学活化；
[0039]步骤四：将步骤三得到的KOH活化后的碳，在5M HCl溶液中浸泡8h以去除灰分和杂质，再拿大量的去离子水洗涤至中性，之后放入恒温烘箱干燥过夜，即得到K
‑
AC。
[0040]步骤五：将K
‑
AC置于乙醇溶剂中在功率为10kHz下进行10min超声，过滤，恒温烘干后得到化学和物理活化后的活性炭AC
T10W10
。
[0041]实施例2
[0042]一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，包括以下步骤：
[0043]先将核桃壳基活性炭进行化学活化，具体实施步骤如下
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将核桃壳洗净、粉碎、过筛、除杂，置于烘箱中恒温烘干，得到核桃壳颗粒；步骤二：将步骤一得到的核桃壳颗粒高温烧结，得到B
‑
AC；步骤三：将步骤二得到的核桃壳碳化后的碳B
‑
AC与KOH混合，再次烧结，完成化学活化，得到KOH活化后的碳；步骤四：将步骤三得到的KOH活化后的碳，在HCl溶液中浸泡以去除灰分和杂质，再用去离子水洗涤至中性，之后放入恒温烘箱干燥过夜，即得到化学活化后的活性炭K
‑
AC；步骤五：再将步骤四得到的K
‑
AC置于乙醇溶剂中进行超声，过滤，恒温烘干后得到目标活性炭ACs。2.根据权利要求1所述的一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，其特征在于，所述步骤一中，核桃壳过筛的目数为30
‑
40目。3.根据权利要求1所述的一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，其特征在于，所述步骤一中，除杂是使用去离子水洗涤去除杂质，置于烘箱中恒温。4.根据权利要求1所述的一种提高核桃壳基活性炭甲苯吸附突破时间的改性方法，其特征在于，所述步骤二中，烧结是在管式炉内进行，升温速率是4℃/s，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张优，郭衍杰，彭若斯，张昊志，梁正，陈家进，黄卫清，冯振涛，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：