【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于活性炭活化，涉及一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法。
技术介绍
1、活性炭活化是提高其吸附性能得关键步骤，传统的活性炭活化方法主要包括物理活化和化学活化剂，前者通过高温炭化、热解等物理方法来增加活性炭的孔隙结构，后者则是使用化学活化剂，如磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾等，来增加活性炭的孔隙率和吸附性能。尽管当前的活性炭活化领域中物理活化法和化学活化法已被广泛使用，但它们仍存在一些固有的局限性。例如，传统的物理活化法对环境较为友好，但在孔隙控制方面存在局限，且有时无法达到特定应用所需的高吸附性能；传统的化学活化法虽然可以产生高比表面积的活性炭，但所使用的活化剂如氯化锌和氢氧化钾等，不仅成本较高，而且在某些情况下可能对环境造成负面影响。此外，这些方法制备的活性炭在孔隙结构上往往不够理想，难以实现对特定吸附质的高效选择性吸附。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，本专利技术通过壳聚糖的酶解、膨润土的层状结构和表面修饰，以及物理和化学手段的综合应用，构建了一个稳定的三维网络结构，协同提高了活性炭的吸附性和孔隙度，增强其机械稳定性和化学稳定性，从而提高了活性炭的碘值。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，所述低碘值活性炭提高碘值的活化方法，包括如下步骤：
4、(1)将活性炭原料在110～130℃下干燥1～3h，通入氮气，常压预热处理40～50min，得到处
5、(2)将处理后的活性炭、化学活化剂、过硫酸钾和氨基(甲基)丙烯酸酯混合后，在55～65℃下搅拌80～120min，水热处理2～3h，离心，用去离子水超声洗涤3次，在100～140℃下干燥2～4h，得到活化后的活性炭。
6、其中，所述活性炭原料为碘值均低于500mg/g的以木材或椰壳为原料的低碘值活性炭，所述木材选自松木、桦木或橡木中的至少一种，所述椰壳选自成熟椰子的壳体部分。
7、进一步地，所述步骤(2)中的化学活化剂的制备方法，包括如下步骤：
8、a1.对生物基多糖进行预处理，得到处理后的生物基多糖，与1～3％稀硫酸溶液按质量比0.82～2.18：15～25混合，在45～55℃下搅拌30～50min，得到多糖溶液；
9、a2.对天然矿物进行预处理，得到处理后的天然矿物；
10、a3.将多糖溶液和处理后的天然矿物按质量比0.75～1.65：1.82～2.53混合，得到化学活化剂。
11、进一步地，所述步骤a1中的预处理步骤为：
12、b1.将生物基多糖、纤维素酶、壳聚糖酶和乙酸盐缓冲溶液按质量比3～5：0.33～0.45：0.15～0.25：30～40混合后，调节ph至4.5～5.5，在40～50℃下处理1～3h，升温至75～85℃，持续10min灭活，用去离子水洗涤3次，离心，过滤，得到处理后的生物基多糖。
13、进一步地，所述生物基多糖为壳聚糖；所述乙酸盐缓冲溶液的浓度为100～200mmol/l；所述步骤b1中的离心步骤的参数为：离心转速为10000～12000rmp，离心时间为10～20min。
14、进一步地，所述步骤a2中的预处理步骤为：
15、c1.将天然矿物放入球磨机中，通入氮气，设置球磨转速为200～300rmp，球磨2～4h，得到天然矿物粉末；
16、c2.将天然矿物粉末、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和无水乙醇按照质量比6～12：1.2～1.8：20～30混合，室温条件下搅拌1～2h，离心，过200～300目筛，用去离子水洗涤3次，干燥，得到处理后的天然矿物。
17、进一步地，所述天然矿物为膨润土；所述步骤c2中的离心步骤的参数为：离心转速为6000～8000rmp，离心时间为20～30min。
18、进一步地，所述步骤(2)中的处理后的活性炭、化学活化剂、过硫酸钾和氨基(甲基)丙烯酸酯的质量比为7～11：1.2～2.8：0.6～1：30～40。
19、进一步地，所述步骤(2)中的水热处理的步骤为：
20、d1.设置水热压力为1.2～1.8mpa，在70～110℃下加热20～30min，以2℃/min的速度升温至170～210℃，保温10～20min后停止。
21、进一步地，所述步骤(2)中的超声步骤的参数为：超声功率为100～500w，超声频率为20～40khz，超声时间为10～30min；所述步骤(2)中的离心步骤的参数为：离心转速为3000～5000rmp，离心时间为5～15min。
22、进一步地，所述过滤步骤所使用的滤膜孔径均为0.45μm。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术中的生物基多糖即壳聚糖的分子链较长，可以在空间中形成缠绕和交联，其氨基和羟基等极性官能团可以与活性炭表面的氧原子形成物理吸附，形成三维网络；且通过酶解切断糖苷键，形成更小的多糖片段，多糖更容易渗入活性炭孔隙中，实现多糖在活性炭中更广泛、更均匀的分布，不仅提高了多糖的反应活性，还提高活性炭的孔隙率和比表面积，为活性炭提供了更多的活性吸附位点。
25、本专利技术中的天然矿物即膨润土本身具备层状结构，在球磨之后，引入γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅烷、氨基(甲基)丙烯酸酯进行表面修饰，进一步促进层间交联的形成；且表面修饰增强了矿物表面的极性官能团，通过与活性炭表面的活性位点相互作用，协同调整活性炭孔隙的机械稳定性，防止吸附过程中孔隙结构的塌陷，从而提高活性炭的孔隙度和吸附容量，提高活性炭的吸附性能。
26、在酸性环境中，壳聚糖的氨基可以质子化，形成nh3+，增加了壳聚糖分子的正电荷，与膨润土层表面带有的负电荷如si-o-和al-o-等官能团之间通过静电力形成离子交联；且壳聚糖的羟基或氨基与膨润土表面羟基形成氢键，增强两者之间的结合力；进一步协同作用在壳聚糖和膨润土之间形成稳定的网络结构，最后通过各种物理手段，物理混合和化学反应共同作用，促成了三维网络的形成。
27、本专利技术通过壳聚糖的酶解、膨润土的层状结构和表面修饰，以及物理和化学手段的综合应用，构建了一个稳定的三维网络结构，三维网络结构的形成和多糖片段的均匀分布显著提高了活性炭的孔隙率和比表面积，为吸附提供了更多的空间和活性位点，膨润土的层状结构和表面修饰增强了活性炭的孔隙度和吸附容量，协同提高了活性炭的吸附性和孔隙度，而且增强了其机械稳定性和化学稳定性，从而提高了活性炭的碘值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述低碘值活性炭提高碘值的活化方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的化学活化剂的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤A1中的预处理步骤为：
4.根据权利要求3所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述生物基多糖为壳聚糖；所述乙酸盐缓冲溶液的浓度为100～200mmol/L；所述步骤B1中的离心步骤的参数为：离心转速为10000～12000rmp，离心时间为10～20min。
5.根据权利要求2所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤A2中的预处理步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述天然矿物为膨润土；所述步骤C2中的离心步骤的参数为：离心转速为6000～8000rmp，离心时间为20～30min。
7.根据权利要求1所述的一种低碘值
8.根据权利要求1所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的水热处理的步骤为：
9.根据权利要求1所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的超声步骤的参数为：超声功率为100～500W，超声频率为20～40kHz，超声时间为10～30min；所述步骤(2)中的离心步骤的参数为：离心转速为3000～5000rmp，离心时间为5～15min。
10.根据权利要求1～9其中任一项所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述过滤步骤所使用的滤膜孔径均为0.45μm。
...【技术特征摘要】
1.一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述低碘值活性炭提高碘值的活化方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的化学活化剂的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤a1中的预处理步骤为：
4.根据权利要求3所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述生物基多糖为壳聚糖；所述乙酸盐缓冲溶液的浓度为100～200mmol/l；所述步骤b1中的离心步骤的参数为：离心转速为10000～12000rmp，离心时间为10～20min。
5.根据权利要求2所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述步骤a2中的预处理步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种低碘值活性炭提高碘值的活化方法，其特征在于，所述天然矿物为膨润土；所述步骤c2中的离心步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：石胜奎，
申请(专利权)人：南雄市绿炭再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。