【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于活性炭材料改性领域，具体涉及一种处理含氯vocs的复合疏水改性活性炭的制备与应用。
技术介绍
0、技术背景
1、vocs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写，指的是室温下饱和蒸气压超过133.32pa，以气态分子形态逸散到空气中的有机化合物，对环境和人体健康都会造成严重的危害，vocs的控制与消除得到广泛关注。vocs的去除技术主要有吸附处理、催化燃烧、生物降解、光催化氧化等方式，其中，吸附法由于操作简单、成本低廉且净化效率高，成为vocs处理领域的常用方法之一。活性炭具有出色的吸附性能和低廉的价格，因而被广泛应用于废气治理。然而湿度对活性炭吸附vocs有很大的影响，活性炭在生产过程中，表面通常残留较多的酸性含氧官能团，使活性炭更容易与气体中的水分子结合，影响其对vocs的吸附性能，尤其对二氯甲烷等含氯vocs的吸附影响很大，因而对活性炭进行疏水改性处理是提高其高湿条件下vocs吸附性能的重要方式。
2、在过往的研究中，常使用疏水涂层对活性炭进行疏水改性，但容易造成活性炭孔隙结构的堵塞。cn102989414a公开了一种疏水活性炭改性材料的制备方法，使用三甲基氯硅烷作为改性剂浸渍活性炭，但三甲基氯硅烷易堵塞活性炭孔隙结构，不利于其对vocs的吸附；此外，还可以通过去除活性炭表面的含氧官能团的方式来增强其疏水性，cn108751194a公开了一种去除活性炭表面含氧官能团的方法，将氢氧化钾浸泡后的活性炭在700℃活化3h，再与对苯二酚溶液混合，水浴
3、针对上述存在的问题，本专利技术以二氯甲烷等含氯vocs为处理对象，对活性炭进行疏水改性，从而提高活性炭在高湿情况下对含氯vocs的吸附能力。本专利技术考虑首先使用廉价易得的氨水溶液对活性炭进行碱溶液改性以减少其表面含氧官能团含量，适当浓度的氨水可最大程度降低活性炭表面的含氧官能团含量。其次，本专利技术通过溶液浸渍法将pdvb负载在活性炭孔道表面，可在活性炭孔道表面形成一层pdvb薄层，相比硅烷溶液，pdvb除具有较强的疏水性，还具有疏松多孔的特性，可以在不堵塞活性炭孔隙结构的基础上提高活性炭的疏水性。
4、综上，本专利技术首先使用氨水来降低活性炭表面含氧官能团含量，并继续在活性炭表面负载多孔疏水聚合物进一步提高活性炭的疏水性，目的在于提供一种改性方式简单且可以用于含氯vocs吸附的疏水活性炭的制备方法。
技术实现思路
1、为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案，分为制备和应用两方面：
2、一种用于处理含氯vocs的复合疏水改性活性炭的制备方法，具体包括如下步骤：
3、(1)活性炭的预处理：将煤基柱状活性炭用乙醇和超纯水反复冲洗，在80～100℃下加热烘干；
4、(2)碱溶液改性活性炭的制备：将预处理烘干后的活性炭浸泡在质量浓度为5％～25％的氨水溶液中，在30～60℃水浴中搅拌12～24h后，取出用超纯水洗至中性并烘干，制得碱溶液改性活性炭；
5、(3)pdvb粉末的合成：首先，配制适量四氢呋喃/水(体积比为10～15：1)溶液，将二乙烯基苯按3～6：25的体积比加入上述溶液中，随后加入适量偶氮二异丁腈作为引发剂，将溶液在室温下搅拌3h后转移至水热釜中110℃加热12～24h。反应完成后将白色pdvb固体用研钵研磨成粉末状并在通风橱中放置24h以挥发剩余的溶剂，制得pdvb粉末。
6、(4)碱溶液-聚合物pdvb复合疏水改性活性炭的制备：取适量上述pdvb粉末加入到一定体积的无水乙醇中，磁力搅拌12～24h直至pdvb分散均匀，配置质量浓度为1.5～3.5％的pdvb溶液；将碱溶液改性活性炭浸渍于pdvb溶液中6～12h，随后用滤网将活性炭与pdvb溶液分离并放入烘箱中60～100℃烘干，使pdvb负载于活性炭孔道表面，制得碱溶液-聚合物复合疏水改性活性炭。
7、一种用于处理含氯vocs的复合疏水改性活性炭的应用，具体包括如下步骤：
8、(1)将一定量的碱溶液-聚合物复合疏水改性活性炭装填于吸附装置中；
9、(2)控制含氯vocs浓度为100～1000ppm，相对湿度为10～80％；
10、(3)启动气体管路中的风机，将含氯vocs气体通入装填有复合疏水改性活性炭的吸附装置，控制气体穿过活性炭层的停留时间为0.2～2s，实现含氯vocs的去除，去除率可达90％以上，可通过调整活性炭装填量控制含氯vocs去除率90％以上的时间，可根据气体含氯vocs初始浓度和环保要求，控制活性炭的更换或再生周期；
11、(4)可通过vocs分析仪或气相色谱仪实时在线测定吸附装置进出口气体中含氯vocs浓度，以确定活性炭吸附饱和终点，以计算复合疏水改性活性炭对含氯vocs的饱和吸附量。
12、本专利技术的益处是：
13、(1)复合疏水改性活性炭制备流程简单，反应条件较为温和；
14、(2)相比硅烷等疏水物质，pdvb除具有较强的疏水性，还具有疏松多孔的特性，可以在不堵塞活性炭孔隙结构的基础上提高活性炭的疏水性及在高湿条件下的吸附效果。本专利技术的基本原理是：氨水浸渍活性炭可以有效去除活性炭表面的含氧官能团，降低活性炭表面对水分子的亲和性，进而提升活性炭的疏水性，提高活性炭对高湿含氯vocs的吸附性能；其次，疏水聚合物聚二乙烯基苯具有较强的疏水性和疏松多孔性，负载在活性炭表面的pdvb薄层不仅可以提高活性炭的疏水性，还有利于增大活性炭的比表面积，负载pdvb后，活性炭比表面积由889.23m2/g增大到915.06m2/g，从而提升其在高湿条件下的吸附性能。
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1.一种用于处理含氯VOCs的复合疏水改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种用于处理含氯VOCs的复合疏水改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述的第三步中，将溶液在室温下搅拌3h后转移至水热釜中，反应完成后将白色PDVB固体用研钵研磨成粉末状并在通风橱中放置24h以挥发剩余的溶剂，制得PDVB粉末。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于处理含氯VOCs的复合疏水改性活性炭的制备方法得到的复合疏水改性活性炭的应用，其特征在于，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于处理含氯VOCs的复合疏水改性活性炭的制备方法得到的复合疏水改性活性炭的应用，其特征在于，所述的含氯VOCs是指二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯的一种或几种组合。
【技术特征摘要】
1.一种用于处理含氯vocs的复合疏水改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种用于处理含氯vocs的复合疏水改性活性炭的制备方法，其特征在于，所述的第三步中，将溶液在室温下搅拌3h后转移至水热釜中，反应完成后将白色pdvb固体用研钵研磨成粉末状并在通风橱中放置24h以挥发剩余的溶剂，制得pdvb粉末。
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