【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性碳复合材料，特别是涉及一种改性甲烷裂解碳材料的改性方法及其应用。
技术介绍
1、碳材料逐渐成为了生活中不可或缺的材料，飞机、鱼竿、球拍、三脚架、手机、电脑等设备都需要引入碳材料来改善导电、导热或者机械性能，并且在催化、储氢、电容器和吸附材料领域有着巨大的应用潜力，因而被广泛应用。甲烷裂解制氢不仅仅是一种生产氢能的工艺，其同步也会产生高质量、高附加值的纳米碳材料，然而通过甲烷裂解制备得到的纳米碳材料表面含有大量缺陷，无法直接投入使用。
2、含cr废水具有排放量大、水质复杂、酸性强、毒性大等特点成为水体污染的一个主要来源。镁基、铝基、铁基材料等众多金属基吸附材料因化学稳定性较差易被侵蚀而难以用于处理常见的酸性铬废水。
3、如cn102399037a公开了一种通过加入还原剂硫酸亚铁，中和剂过氢化钠，使其铬还原、中和再沉淀的方法除去水中铬离子，该工艺将消耗大量的还原及中和剂，加大了处理成本且工艺条件严苛，不利于实际操作。而天然的吸附材料，比如沸石，高岭石，煤灰等，其吸附量无法调变，重复利用性能差等，限制了其在该领域应用。
4、如cn106492752a公开了一种盐酸修饰粉煤灰及硫铁矿渣的吸附材料，其中粉煤灰与硫铁矿渣的比例为6～8:1，该方法简单易操作，但是仅适用于处理低浓度含六价铬废水且重复使用率较低。cn104829018b公开了一种处理含铬废水的处理剂，该处理剂由3～5％普鲁兰多糖，5～10％沸石负载纳米tio2，余量为改性膨润土组成的吸附处理剂，该工艺操作步骤简单，采用天
5、由上述可知，现有的镁基、铝基、铁基材料等众多金属基吸附材料因化学稳定性较差易被侵蚀而难以用于处理常见的酸性铬废水，而直接将甲烷裂解制备得到的碳吸附材料同样无法直接应用于含铬废水中。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改性甲烷裂解碳材料的改性方法，用于解决现有技术中通过甲烷裂解制备得到的纳米碳材料表面含有大量缺陷，无法直接投入使用，对金属离子的吸附力差的问题，同时，本专利技术还将提供改性甲烷裂解碳材料的新用途，解决了有的镁基、铝基、铁基材料等众多金属基吸附材料因化学稳定性较差易被侵蚀而难以用于处理常见的酸性铬废水的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，
3、本专利技术的第一方面，提供一种改性甲烷裂解碳材料的改性方法，包括如下步骤：
4、s1、聚合；按照0.1～0.5：1的质量比均匀混合糖类及醇类物质，然后在150～250℃的温度条件下进行聚合反应，聚合时间为12～24h，聚合完成后降至室温，得到可溶的聚合物溶液；
5、s2、溶解；向可溶的聚合物溶液中加入甲烷裂解碳材料和醇类物质，油浴加热，加热温度为45～75℃，搅拌加热至溶剂蒸干得到黑色固体；
6、s3、浸渍；将黑色固体浸渍与质量分数为15～25wt％的zncl2溶液中，以一定的搅拌速率在常温下浸渍12～48h，得到浸渍后的聚合物；
7、s4、活化；将浸渍后的聚合物在n2环境下，以1～10℃/min的升温速度升温至500～700℃后进行活化处理，活化时间为1～3h；
8、s5、洗涤与干燥；将步骤s4中活化后的产品冷却至室温，依次进行酸洗、水洗和抽滤，而后于80～150℃温度中干燥8～20h，得到最终成品。
9、通过上述技术方案，甲烷裂解碳材料经zncl2溶液活性后不仅存在特殊的孔隙结构，形貌均一，比表面积较大而且具有较稳定的物化性质；同时该吸附材料制备方法简单，条件温和且可操作性强；此外，由于糖类衍生物的作用，在碳的表面引入了较多的羟基等富电子基团，有效增强了对水中重金属离子的吸附效果。
10、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s1中的糖类为果糖、葡萄糖、木糖和菊糖中的任意一种或几种的组合；所述步骤s1和步骤s2中的醇类均为甲醇、异丙醇、2-丙二醇和丙三醇中的任意一种或几种的组合。
11、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s1中聚合反应的温度为180～200℃，聚合时间15～20h。
12、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s2中甲烷裂解碳材料和醇类物质的质量比为0.3～0.5： 1。
13、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s3中的浸渍时间为20～30h,黑色固体与zncl2溶液的质量比为0.1～1:1。
14、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s4中的升温速度为3～5℃/min，活化时间1.5h。
15、于本专利技术的一实施例中，所述步骤s5中的酸洗至用盐酸洗涤3～5次，水洗至用去离子水洗涤至中性；干燥温度为110℃～130℃，干燥时间10～15h。
16、本专利技术的第二方面，提供一种改性甲烷裂解碳材料的应用，在酸性含铬废水处理上的应用。
17、于本专利技术的一实施例中，包括如下步骤：将改性甲烷裂解碳材料加入至酸性含铬废水中，常温下完成吸附，一次吸附完成后，对改性甲烷裂解碳材料依次进行脱附处理、磁力搅拌、水洗、过滤和干燥，而后可以进行重复吸附。
18、通过上述技术方案，利用甲烷裂解碳材料经改性后耐酸碱、化学稳定、丰富的孔隙结构、大比表面积、反应活性高的特点，能够对含cr废水中的污染物质进行有效吸附，且改性甲烷裂解碳材料可以循环利用，更加经济环保。
19、如上所述，本专利技术的甲烷裂解碳材料的改性方法及其应用，具有以下有益效果：
20、1、本申请得到的甲烷裂解碳材料经zncl2溶液活性后不仅存在特殊的孔隙结构，形貌均一，比表面积较大而且具有较稳定的物化性质；同时该吸附材料制备方法简单，条件温和且可操作性强；
21、2、由于糖类衍生物的作用，在碳的表面引入了较多的羟基等富电子基团，有效增强了对水中重金属离子的吸附效果；
22、3、本申请得到的甲烷裂解碳材料作为吸附剂时重复使用率高，具有较高的经济效益。
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1.一种改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤S1中的糖类为果糖、葡萄糖、木糖和菊糖中的任意一种或几种的组合；所述步骤S1和步骤S2中的醇类均为甲醇、异丙醇、2-丙二醇和丙三醇中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤S1中聚合反应的温度为180～200℃，聚合时间15～20h。
4.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤S2中甲烷裂解碳材料和醇类物质的质量比为0.3～0.5：1。
5.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤S3中的浸渍时间为20～30h,黑色固体与ZnCl2溶液的质量比为0.1～1:1。
6.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤S4中的升温速度为3～5℃/min，活化时间1.5h。
7.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在
8.一种如权利要求1-7任一项所述改性甲烷裂解碳材料的应用，其特征在于，在酸性含铬废水处理上的应用。
9.根据权利要求8所述改性甲烷裂解碳材料的应用，其特征在于：包括如下步骤：将改性甲烷裂解碳材料加入至酸性含铬废水中，常温下完成吸附，一次吸附完成后，对改性甲烷裂解碳材料依次进行脱附处理、磁力搅拌、水洗、过滤和干燥，而后可以进行重复吸附。
...【技术特征摘要】
1.一种改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤s1中的糖类为果糖、葡萄糖、木糖和菊糖中的任意一种或几种的组合；所述步骤s1和步骤s2中的醇类均为甲醇、异丙醇、2-丙二醇和丙三醇中的任意一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤s1中聚合反应的温度为180～200℃，聚合时间15～20h。
4.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤s2中甲烷裂解碳材料和醇类物质的质量比为0.3～0.5：1。
5.根据权利要求1所述的改性甲烷裂解碳材料的改性方法，其特征在于：所述步骤s3中的浸渍时间为20～30h,黑色固体与znc...
【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：中晶城康资源再生利用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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