【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体吸附材料，尤其涉及mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、工业生产技术的不断发展以及大气中污染物浓度的不断上升，导致目前对洁净室中分子污染物的控制要求更加严格。so2是一种数量大、影响范围广的气体污染物，可在燃料燃烧、矿石冶炼、炼油厂生产过程或化学溶剂挥发过程中产生。即使在低浓度下，长时间暴露于so2中也会刺激眼睛粘膜，损害皮肤和组织，损害呼吸系统和腐蚀设备，从而危及生产。因此，设计一种在室温下对低浓度的so2表现出优异捕获能力的材料具有重要的现实意义。
2、在洁净室或者大气环境中，二氧化硫的浓度通常很低，捕获具有较大的难度。活性炭虽然具有较大的比表面积，但是仅靠物理吸附捕集二氧化硫的效率仍然很低。传统改性方法是对活性炭进行浸渍改性，通过改性剂引入活性位点从而增强二氧化硫的化学吸附。但改性剂的引入降低了活性炭的比表面积，限制了吸附剂与吸附质的有效接触。其次，改性剂通过浸渍引入会堵塞活性炭内的气体通道，从而改变了材料的孔隙结构，不利于气体在吸附剂与活性位点的接触，不能满足实际应用的要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料及其制备方法与应用，以至少解决现有活性炭浸渍改性用于气体分离吸附存在的不利于气体在吸附剂与活性位点的接触的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
3、第一方面，本专利技术提供了一种mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料，
4、结合第一方面，在一些实施方式中，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液。
5、结合第一方面，在一些实施方式中，所述活性炭纤维在采用酸化剂进行改性之前需进行预氧化处理，所述预氧化处理使得活性炭纤维的氧化指数达到98％以上。
6、第二方面，本专利技术提供了一种mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
7、将预氧化后的活性炭纤维浸没于酸化剂中，静置8～12h，过滤、洗涤、烘干，得到改性活性炭；
8、将改性活性炭浸没于含有硝酸锰和硝酸铜的混合溶液中，静置8-12小时后，去除水分，在氮气氛围下于400～650℃煅烧2～4h，冷却得到mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料。
9、结合第二方面，在一些实施方式中，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液。
10、结合第二方面，在一些实施方式中，所述活性炭纤维的预氧化处理如下：以聚丙烯腈基活性炭纤维为原料，在空气氛围下进行预氧化，升温至260～300℃，得到的活性炭纤维的氧化指数达到98％以上。
11、结合第二方面，在一些实施方式中，所述去除水分操作为将浸泡有改性活性炭的混合溶液在50～70℃水浴蒸干，液相蒸干后再在80℃～120℃条件下烘干。
12、结合第二方面，在一些实施方式中，所述mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料中含有1～10wt％的金属mn和1～5wt％的金属cu。
13、第三方面，本专利技术还提供了上述第一方面所述的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料或者上述第二方面所述的制备方法制备得到的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料。
14、本专利技术的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料，以硝酸改性的活性炭纤维为载体，以金属mn和cu为活性组分均匀负载在载体上，虽然也在一定程度上改变了活性炭纤维的孔隙结构，但是几乎不影响气体的通过的吸附，经检测，本专利技术的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的气流阻力相较于普通的聚丙烯腈基活性炭纤维的气流阻力有轻微的增大，但是增大比例不足13％，甚至有较低的气流阻力109pa，且本专利技术的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的吸附比高达4.02％，体现了其活性位点与so2具有较为充分的接触，有效提高了so2的吸附过滤效果。
15、本专利技术的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，以活性炭纤维为载体，首先对活性炭纤维进行预氧化，使其在高温时不熔不燃，保持其纤维形态不变，再利用硝酸对预氧化后的活性炭纤维进行浸泡改性，增加活性炭纤维表面的光能团，以便更好的负载金属mn和cu，再以金属mn和cu为活性组分，活性组分通过浸渍、氮气氛围高温煅烧负载在载体上，得到的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料能够过滤so2气体，可以用于制作so2气体过滤器。该制备方法原料易得，工艺简单，适合大规模生产。
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1.Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，包括改性活性炭，所述改性活性炭上负载有金属Mn和金属Cu，所述金属Mn为Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料质量的1～7％，所述金属Cu为Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料质量的1～7％，所述改性活性炭是采用酸化剂对活性炭纤维进行改性制得。
2.根据权利要求1所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液。
3.根据权利要求1所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，所述活性炭纤维在采用酸化剂进行改性之前需进行预氧化处理，所述预氧化处理使得活性炭纤维的氧化指数达到98％以上。
4.Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液。
6.根据权利要求4所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，所述活性炭纤维的预氧化处理如下：以聚丙烯腈基活性炭纤
7.根据权利要求4所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，所述去除水分操作为将浸泡有改性活性炭的混合溶液在50～70℃水浴蒸干，液相蒸干后再在80℃～120℃条件下烘干。
8.根据权利要求4所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，所述Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料中含有1～10wt％的金属Mn和1～5wt％的金属Cu。
9.根据权利要求1-3任一项所述的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料或者根据权利要求4-8任一项所述的制备方法制备得到的Mn-Cu双金属掺杂活性炭纤维材料在过滤SO2气体中的应用。
...【技术特征摘要】
1.mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，包括改性活性炭，所述改性活性炭上负载有金属mn和金属cu，所述金属mn为mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料质量的1～7％，所述金属cu为mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料质量的1～7％，所述改性活性炭是采用酸化剂对活性炭纤维进行改性制得。
2.根据权利要求1所述的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液。
3.根据权利要求1所述的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料，其特征在于，所述活性炭纤维在采用酸化剂进行改性之前需进行预氧化处理，所述预氧化处理使得活性炭纤维的氧化指数达到98％以上。
4.mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的mn-cu双金属掺杂活性炭纤维材料的制备方法，其特征在于，所述酸化剂为质量浓度为5～55％的硝酸溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁佰锁，王乾有，刘华丽，张贺，李念，
申请(专利权)人：理工清科重庆先进材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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