公布日：2023.10.24
申請日：2023.07.05
分類號：B01J20/30(2006.01)I;B01J20/20(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，包括以下步驟：1)活性炭預處理：將活性炭先用去離子水反復沖洗，然后再將其置于去離子水中煮沸；將煮沸后的活性炭置于鼓風干燥箱中烘干，備用；2)活性炭的接枝：將磷酸酯、乙醇和光引發劑按比例配成混合溶液；將預處理后的活性炭按照一定浸漬比浸入混合溶液，并將其超聲處理，超聲結束后過濾，并使用紫外光對其固化；3)活性炭的煅燒：將接枝的活性炭置于馬弗爐煅燒，高溫煅燒下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面。本發明將磷酸根固定在活性炭的孔隙表面，帶負電的磷酸根通過靜電相互作用與帶正電的金屬離子結合，以實現工業廢水中重金屬離子的去除，效果顯著。
權利要求書
1.一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)活性炭預處理：將活性炭先用去離子水反復沖洗，然后再將其置于去離子水中煮沸；將煮沸后的活性炭置于鼓風干燥箱中烘干，備用；2)活性炭的接枝：將磷酸酯、乙醇和光引發劑按比例配成混合溶液；將預處理后的活性炭按照一定浸漬比浸入混合溶液，并將其超聲處理，超聲結束后過濾，并使用紫外光對其固化；所述活性炭與磷酸酯、乙醇和光引發劑混合溶液的浸漬比為1：(1～3)，超聲處理時間為1～2h，紫外光光源功率為2kW；所述磷酸酯為磷酸氫二(甲基丙烯酰氧乙基)酯；3)活性炭的煅燒：將接枝的活性炭置于馬弗爐煅燒，高溫煅燒下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面；煅燒溫度為400～800℃，煅燒時間為4～6h。
2.如權利要求1所述一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，其特征在于：活性炭包括柱狀活性炭、顆粒活性炭和粉末活性炭任意一種。
3.如權利要求1所述一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，其特征在于：光引發劑包括1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1--1-丙酮、2-羥基-2-甲基-1--1-丙酮任意一種。
4.如權利要求1-3任意一項所述一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，其特征在于：步驟1)中活性炭在去離子水中煮沸的溫度為100℃，煮沸時間為20～30min。
5.如權利要求1-3任意一項所述一種用于吸附工業廢水中重金屬離子活性炭的制備方法，其特征在于：步驟1)煮沸后的活性炭置于鼓風干燥箱中烘干溫度為100～110℃，烘干時間為1h～3h。
6.一種用于吸附工業廢水中重金屬離子的活性炭，其特征在于，如權利要求1-5任意一項所述的方法制得。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于吸附工業廢水中重金屬離子的活性炭及其制備方法。
為解決以上技術問題，本發明提供了一種用于吸附工業廢水中重金屬離子的活性炭的制備方法，包括以下步驟：
1)活性炭預處理：將活性炭先用去離子水反復沖洗，然后再將其置于去離子水中煮沸，以除去表面的雜質。將煮沸后的活性炭置于鼓風干燥箱中烘干，除去水分以備用；
2)活性炭的接枝：將磷酸酯、乙醇和光引發劑按比例配成混合溶液。將預處理的活性炭按照一定浸漬比浸入混合溶液，并將其超聲處理，超聲結束后過濾，并使用紫外光對其固化；在光引發劑作用下，磷酸酯通過紫外光固化接枝到活性炭的表面；
3)活性炭的煅燒：將接枝的活性炭置于馬弗爐煅燒，高溫煅燒下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面。
優選的，活性炭包括柱狀活性炭、顆粒活性炭和粉末活性炭任意一種。
優選的，光引發劑包括1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-1-丙酮、2-羥基-2-甲基-1-1-丙酮任意一種。
優選的，所述磷酸酯為磷酸氫二(甲基丙烯酰氧乙基)酯。
優選的，步驟1)中活性炭在去離子水中煮沸的溫度為100℃，煮沸時間為20～30min。
優選的，步驟1)煮沸后的活性炭置于鼓風干燥箱中烘干溫度為100～110℃，烘干時間為1h～3h。
優選的，步驟(2)中磷酸酯、乙醇和光引發劑的比例為1：(5～40)：0.45。
優選的，步驟2)中預處理的活性炭與磷酸酯、乙醇和光引發劑混合溶液的浸漬比為1：(1～3)，超聲處理時間為1～2h，紫外光光源功率為2kW。
步驟3)中接枝的活性炭置于馬弗爐的煅燒溫度為400～800℃，煅燒時間為4～6h。
本發明還提供一種用于吸附工業廢水中重金屬離子的活性炭，由上述所述方法制得。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明提供了一種吸附工業廢水中重金屬離子的活性炭及其制備方法，通過活性炭孔隙表面引入磷酸根，磷酸根的引入不影響活性炭的孔隙率和比表面積，在不影響液體流通量的前提下，利用磷酸根與重金屬離子的靜電相互作用，實現重金屬離子的去除。本發明吸附工業廢水中重金屬離子活性炭孔隙表面的磷酸根是通過接枝后高溫煅燒引入，高溫煅燒可使化學試劑分解揮發，可避免化學試劑的二次污染。
（發明人：唐子倫;周敏;譚善和;肖定書）
