[发明专利]颗粒状吸附材料及其制备方法和应用有效
申请号: | 201210173099.6 | 申请日: | 2012-05-29 |
公开(公告)号: | CN102688746A | 公开(公告)日: | 2012-09-26 |
发明(设计)人: | 邓述波;魏浩然;余刚;黄俊;王斌 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | B01J20/20 | 分类号: | B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28 |
代理公司: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 李志东 |
地址: | 100084 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 颗粒状 吸附 材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种颗粒状吸附材料,其特征在于,包括:
多孔基体,所述多孔基体由多孔氧化铝制成;以及
碳纳米管,所述碳纳米管分布于所述多孔基体中。
2.根据权利要求1所述的颗粒状吸附材料,其特征在于,所述碳纳米管和多孔基质的重量比为2:1~1:11,优选2:1~1:9,更优选1:1,
任选地,所述碳纳米管均匀分布于所述多孔基体中,
任选地,所述碳纳米管的至少一部分嵌入所述多孔基体的孔中,
任选地,所述多孔基体的颗粒碳纳米管材料的比表面积是273m2/g,平均孔径是2.8nm,
任选地,所述颗粒状吸附材料的粒度为1~5mm,优选3mm。
3.根据权利要求1所述的吸附材料,其特征在于,所述氧化铝为γ-氧化铝,所述碳纳米管为选自多壁碳纳米管和单壁碳纳米管的至少一种,
任选地,所述基体为球状。
4.一种制备权利要求1-3任一项所述颗粒状吸附材料的方法,其特征在于,包括下列步骤:
将氧化铝、硝酸、表面活性剂混合,以便形成溶胶;
向所述溶胶中添加碳纳米管,以便得到含有氧化铝和碳纳米管的混合物;
向所述含有氧化铝和碳纳米管的混合物中加入氨水,以便形成凝胶;以及
将所述凝胶进行颗粒化处理,并依次进行老化、第二干燥和煅烧处理,以便得到所述颗粒状吸附材料,
任选地,将氧化铝、硝酸、表面活性剂混合,以便形成溶胶进一步包括:
将氧化铝分散于硝酸中,并向所得到的分散液中加入表面活性剂,搅拌均匀,以便形成所述溶胶,
其中,
所述氧化铝和硝酸的重量体积比为(0.24~2.12g):(5~15mL),所述硝酸的浓度为1.3重量%,所述氧化铝和表面活性剂的重量比为(0.24~2.12g):(0.04~0.2g)。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述氧化铝是以拟薄水铝石的形式提供的,所述表面活性剂为选自烷基聚乙二醇醚和十二烷基磺酸钠的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,向所述溶胶中添加碳纳米管,并搅拌均匀,以便得到所述含有氧化铝和碳纳米管的混合物,其中,所述氧化铝与碳纳米管的重量比为2:1~1:10,优选2:1~1:9,更优选1:1,
任选地,向所述含有氧化铝和碳纳米管的混合物中滴加0.15~0.25mL的氨水,以便形成凝胶,其中,所述氨水的浓度为14重量%,
任选地,在将所述凝胶进行制球之前,将所述凝胶进行第一干燥处理,以便除去残留的氨水,
任选地,所述第一干燥处理是通过将所述凝胶在80摄氏度下烘干15分钟而进行的,
任选地,所述老化是通过将所述凝胶在室温下保持至少8小时而进行的,
任选地,所述第二干燥是在50摄氏度下保持至少10小时,优选12小时而进行的。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述煅烧是在450摄氏度下保持至少2小时,优选4小时而进行的,更优选,从室温开始,以2摄氏度/分钟的升温速率升温至450摄氏度,保持4小时,并自然冷却至室温。
8.一种净化流体的方法,其特征在于,包括:
将所述待净化流体与权利要求1-3任一项所述的颗粒状吸附材料接触,
任选地,所述流体为含有有机物的溶液,所述吸附材料的重量与所述溶液的体积的比例为(5~50mg):100mL。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述有机物为选自双氯芬酸和卡马西平的至少一种,
任选地,所述溶液含有15.5μmol/L的双氯芬酸或卡马西平。
10.一种对权利要求1-3任一项所述颗粒状吸附材料进行再生的方法,其特征在于,包括:
将待再生的颗粒状吸附材料在有氧条件下,在400~450摄氏度的温度下进行加热,
任选地,所述待再生的颗粒状吸附材料为被有机物饱和的颗粒状吸附材料,
任选地,将待再生的颗粒状吸附材料在有氧条件下,按照10摄氏度/分钟的升温速度升温至450摄氏度,并在450摄氏度下保持2小时,
任选地,所述有机物为选自双氯芬酸和卡马西平的至少一种。
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