【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油石化环境工程领域，具体涉及一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、石油石化行业作为国民经济的支柱产业，为社会发展提供必要的石油能源和化工产品，但同时带来的环境污染问题也日益突出。石油石化行业排放的废气组分复杂，其中以挥发性有机物(vocs)为主要组分，包括多种有毒有害气体，例如非甲烷的烃类污染物、苯系物、卤代烃、醇类等，污染大气环境，危害人类健康。针对vocs的主要处理技术为吸附、凝结、焚烧、催化燃烧、光催化等，但是，目前单一的处理技术已不能实现污染物的高效去除。因此，业界已经开发出将吸附与光催化技术相结合的技术，即将活性炭纤维与二氧化钛制成复合材料，也有与此相关的专利，例如公开号为cn106732503a、名称为“负载纳米二氧化钛薄膜的活性炭纤维及其制备方法和用途”的专利技术专利，其说明书中就有如下记载：本专利技术负载纳米二氧化钛薄膜的活性炭纤维复合材料的制备包括如下步骤：(1)配制反胶束体系。在反胶束体系中按摩尔比水:表面活性剂为0.9～1.8加入环己烷中，搅拌90min后超声波中处理60min，制得热力学稳定的反胶束体系。(2)配制活性位透明胶束。钛酸丁酯加入异戊醇中形成钛酸丁酯体积分数为30％的钛酸丁酯异戊醇溶液，依次添加二乙醇胺和水，制得活性位透明胶束；所述水用量按摩尔比为钛酸丁酯的2倍；二乙醇胺:水的摩尔比为0.6～1.7。(3)将上述(2)的活性位透明胶束加入至上述(1)的反胶束体系中，制得具有活性位的反胶束微乳；补加钛酸丁酯，其用量为(1)中水的摩尔
2、事实上，虽然活性炭纤维负载二氧化钛复合材料实现了吸附与光催化的结合，但并不能实现一加一大于二的效果，主要原因是在活性炭纤维上负载二氧化钛，堵塞了活性炭纤维上的吸附孔道，降低了比表面积，从而降低了吸附性能，而且制备的复合材料中的二氧化钛只是负载在活性炭纤维表面，负载量较低，光催化能力较低，不能实现高效处理。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料及其制备方法和应用。
2、一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
3、（1）活性炭纤维的预处理：将活性炭纤维用用酒精超声浸泡，利用煮沸的去离子水洗净其中的杂质后烘干；
4、（2）活性炭纤维的改性：将预处理后的活性炭纤维放到醋酸锌的水溶液中，搅拌后超声处理，而后转入真空干燥箱内浸渍，再到烘箱内进行烘干，即得到经醋酸锌改性的活性炭纤维；
5、（3）管状氮化碳前驱体的制备：将三聚氰胺和三聚氰酸分别用有机溶剂二甲亚砜超声震荡溶解，在混合均匀后将含三聚氰酸的溶液匀速滴加到三聚氰胺中，搅拌后进行离心操作，并分别用无水乙醇和蒸馏水清洗后放到反应釜反应，然后用水离心，离心结束后放到冷冻干燥机干燥，即得到管状氮化碳前驱体；
6、（4）管状氮化碳的烧制：在氮气保护下用管式炉将管状氮化碳前驱体煅烧为管状氮化碳；
7、（5）管状氮化碳/二氧化钛溶胶的制备：将钛酸四丁酯加入无水乙醇和乙酸的混合液中，搅拌后制得溶液a；将乙酸、无水乙醇和去离子水混合,加入管状氮化碳，搅拌后制得溶液b；在匀速搅拌下将溶液b缓慢的滴入溶液a中，滴完后充分搅拌并静置陈化，得到管状氮化碳/二氧化钛溶胶；
8、（6）改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制成：将改性活性炭纤维浸泡于管状氮化碳/二氧化钛溶胶中进行超声处理，再一并放入真空干燥箱中进行真空浸渍，将浸渍有管状氮化碳/二氧化钛溶胶的改性活性炭纤维取出并烘干，最后用管式炉在氮气保护下烧制成功。
9、所述步骤（1）煮沸处理总时间为2-4h。
10、所述步骤（2）醋酸锌的水溶液浓度为0.01-0.10mol/l。
11、所述步骤（3）反应釜内反应时间为8-10h。
12、所述步骤（4）及步骤（6）管式炉烧制温度为350-550℃。
13、所述步骤（5）制得溶液a时v钛酸四丁酯:v无水乙醇:v乙酸=1:（1.5-2.0）:（3.0-4.0）。
14、所述步骤（5）制得溶液b时v乙酸:v无水乙醇:v去离子水=1.0:（5.0-6.0）:（15.0-16.0）。
15、所述步骤（2）、步骤（6）的超声及浸渍处理重复1-2次。
16、一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料，该复合材料由上述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法进行制备。
17、一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料在石油石化去除vocs工艺中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术主要具有以下有益技术效果：
19、1.本专利技术制备的中空管状氮化碳可以有效地促进光捕获，加速电荷转移，并促进更多活性位点的暴露，形成超氧自由基并加深价带位置提高光催化氧化性能，提升vocs降解效率。
20、2.本专利技术利用低浓度醋酸锌溶液对活性炭纤维进行改性处理，一方面对错酸锌的活性炭纤维吸附性能有一定的提升，又方便管状氮化碳/二氧化钛的负载，在浸渍醋酸锌时采用真空超声搅拌浸渍的方法，使醋酸锌溶液在物理作用下碰撞侵入活性炭内部纤维进而进入活性炭纤维的微孔，增大活性炭纤维负载点位，从而增大负载量，同时将管状氮化碳/二氧化钛复合材料进行负载，使最终制备获得的复合材料同时具有优良的吸附性能和光催化性能，对于高浓度挥发性有机物具有高效的去除效果。...
【技术保护点】
1.一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）煮沸处理总时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）醋酸锌的水溶液浓度为0.01-0.10mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）反应釜内反应时间为8-10h。
5.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）及步骤（6）管式炉烧制温度为350-550℃。
6.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）制得溶液A时V钛酸四丁酯:V无水乙醇:V乙酸=1:（1.5-2.0）:（3.0-4.0）。
7.根据权利要求
8.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）、步骤（6）的超声及浸渍处理重复1-2次。
9.一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料，其特征在于，该复合材料由权利要求1-8任一所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法进行制备。
10.基于权利要求9所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料在石油石化去除VOCs工艺中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）煮沸处理总时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）醋酸锌的水溶液浓度为0.01-0.10mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）反应釜内反应时间为8-10h。
5.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）及步骤（6）管式炉烧制温度为350-550℃。
6.根据权利要求1所述的一种改性活性炭纤维负载管状氮化碳/二氧化钛复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙恩呈，赵金刚，曲波，李文学，席琦，陈勇，周国明，刘晓，顾真齐，李莉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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