[发明专利]一种改性活性炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性活性炭，其特征在于：所述改性活性炭表面含有季铵盐结构和吡啶结构，所述季铵盐结构和吡啶结构是对活性炭表面进行氧化、氨化和甲基化处理后得到。

2.一种如权利要求1所述的改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)先将活性炭粉碎，过筛，再用硝酸溶液处理；

(2)利用氨气对经上述步骤(1)处理后的活性炭粉进行氨化处理；

(3)将经上述氨化处理后的活性炭粉进行甲基化处理；

(4)将经甲基化处理后的的活性炭先用氯化钠溶液清洗，再使用去离子水清洗，经干燥，得到改性活性炭。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氨化处理过程中还通入氧气，通入的所述氨气与氧气的体积比(5～50)∶(0.5～50)。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述氨化处理过程中还通入二氧化碳，通入的所述氨气与二氧化碳的体积比为(5～50)∶(0.5～50)

5.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述活性炭为椰壳活性炭，通过粉碎控制所述活性炭粉的粒度为200～400目。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硝酸溶液处理是指：将所述粉碎后的活性炭粉加入浓度为2mol/L～18mol/L的硝酸溶液中，在60℃～80℃的水浴中加热10～24小时，然后用去离子水清洗，再于50℃～120℃的环境下干燥10～48小时。

7.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述氨化处理过程中的反应时间控制在0.5～5小时，反应温度为300℃～800℃，通入气体的流量为5ml/min～50ml/min。

8.根据权利要求2～4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，采用CH₃I对所述活性炭粉进行甲基化处理，甲基化后于室温下干燥10～30小时，然后在真空的环境中，加热到50℃～100℃，恒温干燥1～5小时。

9.一种如权利要求1所述的改性活性炭在去除饮用水中高氯酸盐的应用，包括以下步骤：将所述改性活性炭加入至含高氯酸盐的饮用水中，进行吸附反应，直到所述改性活性炭完全穿透，完成去除过程。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：将完全穿透后的所述改性活性炭置于60℃～150℃的环境中干燥，然后置于惰性气体的环境中加热到650℃～850℃，最后将改性活性炭置于水蒸气和CO₂的环境中加热到500℃～1000℃，得到可重复利用的改性活性炭，用于下一次的去除。