一种用于水体净化的活性炭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水体净化的活性炭及其制备方法，本发明专利技术先通过对膨润土进行预处理，然后与丙烯酸

【技术实现步骤摘要】
一种用于水体净化的活性炭及其制备方法


[0001]本专利技术涉及活性炭制备
，具体涉及一种用于水体净化的活性炭及其制备方法
。

技术介绍

[0002]活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料，它具有吸附能力强
、
化学稳定性好
、
力学强度高，且可方便再生等特点
.
被广泛应用于工业
、
农业
、
国防
、
交通
、
医药卫生
、
环境保护等领域，其需求量随着社会发展和人民生活水平提高，呈逐年上升的趋势，尤其是随着环境保护要求的日益提高，使得国内外活性炭的需求量越来越大，逐年增长
。
活性炭产品种类很多，按生产原料不同可分为；煤基活性炭
、
木质活性炭
、
果壳活性炭和合成活性炭等
。
[0003]目前活性炭制备过程中的原料一般比较单一，制备得到的活性炭的比表面积也有待提高，同时高的比表面积往往会导致活性炭的机械强度的降低，例如中国专利文献
CN202211339814.9
公开了一种生物载体活性炭及其制备方法，通过选用花生壳
、
稻草和玉米棒芯作为活性炭原材料，接种白色链霉菌和红色链霉菌对活性炭原材料进行造孔，然后高温炭化得到复配活性炭，选用维氏硝化细菌
Y3、
欧洲亚硝化单胞菌
AT7
和反硝化细菌
Br9
作为负载菌种，同时结合海藻酸钠凝胶技术制备得到生物载体活性炭，所制备得到的活性炭具备较高的氨氮降解率和亚硝酸盐降解率，但活性炭的机械强度需要提高
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于水体净化的活性炭及其制备方法，所制备得到的活性炭具有高比表面积和良好的机械强度，并对废水中的有机污染物具有良好的去除效果
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种用于水体净化的活性炭的制备方法，包括如下步骤：
S1、
将膨润土分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入硅烷偶联剂
KH570
，加热搅拌反应，待反应完成后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到预处理膨润土；
S2、
将预处理膨润土分散在去离子水中，通入氮气排出空气，然后向其中加入丙烯酸和
N
‑
羟甲基丙烯酰胺，搅拌升温至
50
‑
75℃
，加入引发剂过硫酸钾，反应2‑
5h
，待反应结束后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到改性膨润土；
S3、
将改性膨润土超声分散在去离子水中，然后向其中加入钼酸铵
、
硫脲
、
钛酸四丁酯和乙二胺，搅拌均匀后进行水热反应，待反应完成后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到二硫化钼
/
二氧化钛
/
膨润土复合材料；
S4、
将水玻璃和二硫化钼
/
二氧化钛
/
膨润土复合材料混合均匀，得到粘结料，然后将粘结料和生物质粉混合均匀后挤压成型，随后经炭化
、
活化处理，即得到活性炭产品
。
[0006]优选的，步骤
S1
中，膨润土和硅烷偶联剂
KH570
的质量比为8‑
12:2
‑
3。
[0007]优选的，步骤
S1
中，加热搅拌反应的温度为
40
‑
60℃
，加热搅拌反应的时间为2‑
3h。
[0008]优选的，步骤
S2
中，预处理膨润土
、
丙烯酸
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺和过硫酸钾的质量比为
10
‑
15:5
‑
10:4
‑
8:0.5
‑
1。
[0009]优选的，步骤
S3
中，改性膨润土
、
钼酸铵
、
硫脲
、
钛酸四丁酯和乙二胺的质量比为
10:5
‑
10:10
‑
20:20
‑
30:10
‑
15。
[0010]优选的，步骤
S3
中，水热反应温度为
160
‑
180℃
，水热反应时间为3‑
5h。
[0011]优选的，步骤
S4
中，水玻璃和二硫化钼
/
二氧化钛
/
膨润土复合材料的质量比为1‑
2:1
‑
3。
[0012]优选的，步骤
S4
中，粘结料和生物质粉的质量比为
20
‑
40:60
‑
80。
[0013]优选的，步骤
S4
中，所述生物质粉选自木质粉
、
果壳粉或竹质粉
。
[0014]本专利技术还提供由上述制备方法所制备得到的活性炭
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术先通过对膨润土进行预处理，将碳碳双键引入到膨润土表面，然后与丙烯酸
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺进行碳碳加成反应，将聚合高分子引入到膨润土中，增强了膨润土对生物质粉末的粘结性能；同时，在活性炭成型过程中，聚合高分子发生热裂解，降低了粘结剂对炭材料孔隙结构的堵塞和破坏
。
[0016]（2）本专利技术通过水热反应，将生成的二硫化钼和二氧化钛附着在改性膨润土的表面，相较于采取直接共混的方式，本专利技术有效提高了二氧化钛
、
二硫化钼与改性膨润土之间的结合强度，二硫化钼具有良好的可见光吸收性，可以作为催化剂，极大的提高了二氧化钛分解有机物的能力；同时活性炭具有良好的吸附作用，能吸附有机污染物，然后再通过二氧化钛的降解作用，实现了对废水中有机污染物的快速降解
。
[0017]（3）本专利技术采用水玻璃和改性膨润土复配制备粘结剂，膨润土中的主要成分为氧化铝和二氧化硅，在炭化过程中，水玻璃中的
Si
‑
OH
与相邻的
Si
‑
OH
发生缩合反应，生成
Si
‑
O
‑
Si
，同时也会生成
Si
‑
O
‑
Al
的链状结构，随着反应的进行，缩合反应不断深化，生成复杂的空间网络结构，进一步增强了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于水体净化的活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
将膨润土分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入硅烷偶联剂
KH570
，加热搅拌反应，待反应完成后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到预处理膨润土；
S2、
将预处理膨润土分散在去离子水中，通入氮气排出空气，然后向其中加入丙烯酸和
N
‑
羟甲基丙烯酰胺，搅拌升温至
50
‑
75℃
，加入引发剂过硫酸钾，反应2‑
5h
，待反应结束后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到改性膨润土；
S3、
将改性膨润土超声分散在去离子水中，然后向其中加入钼酸铵
、
硫脲
、
钛酸四丁酯和乙二胺，搅拌均匀后进行水热反应，待反应完成后，经过滤
、
洗涤
、
干燥，得到二硫化钼
/
二氧化钛
/
膨润土复合材料；
S4、
将水玻璃和二硫化钼
/
二氧化钛
/
膨润土复合材料混合均匀，得到粘结料，然后将粘结料和生物质粉混合均匀后挤压成型，随后经炭化
、
活化处理，即得到活性炭产品
。2.
根据权利要求1所述的用于水体净化的活性炭的制备方法，其特征在于，步骤
S1
中，膨润土和硅烷偶联剂
KH570
的质量比为8‑
12:2
‑
3。3.
根据权利要求1所述的用于水体净化的活性炭的制备方法，其特征在于，步骤
S1
中，加热搅拌反应的温度为
40
‑
60℃
，加热搅拌反应的时间为2‑
3h。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕勇升，汤海涌，
申请(专利权)人：木林森活性炭江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：