[发明专利]一种用于废水处理的多孔炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔炭的制备方法，具体的说是一种以兰炭为原料制备多孔炭，主要应用于处理工业废水。

背景技术

多孔炭材料是指具有不同空隙结构的新型碳素材料，其孔大小从具有能够吸附金属离子的微孔(＜2nm)到能够吸附有机物分子的中孔(2～50nm)和大孔(＞50nm)。

专利CN 102500319公布了一种提高多孔炭中孔率的方法。该方法制得的多孔炭对污水中有机物具有很好的去除效果，有助于多孔炭在水质中的工业化应用。但该方法需对多孔炭进行双氧水浸渍，需二次炭化，二次活化，工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本较低，制备工艺简单，具有丰富的微孔-中孔-大孔结构，可用于生活废水和工业废水净化的多孔炭的制备方法。

一种用于废水处理的多孔炭的制备方法主要包括以下步骤：

(1)将5～18mm粒径的兰炭浸渍在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中；

(2)对干燥后的产物直接活化；

(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗，干燥得到多孔炭。

一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(1)中，有机物种类包括柠檬酸、草酸和聚丙烯酰胺，无机盐包括硝酸铁、硝酸钙或硝酸钴。

一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(2)中，产物活化的温度为750～850℃，活化时间60～180min，升温速率6～10℃。

一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(3)中，酸的种类包括盐酸、硝酸，酸洗温度60～100℃，酸洗时间30～90min，酸液PH＝2～5。

本发明采用廉价的兰炭(粒径：5～18mm)为原料，采用直接活化法，不需要破碎、成型、造粒、炭化等步骤，降低了成本，工艺简单；通过酸洗，能够除去多孔炭内的有机质和微量的碱性可溶性盐，促使部分微孔向中孔、大孔方向移动。该多孔炭具有丰富的孔结构：微孔-中孔-大孔，能够充分吸附废水的金属离子和有机物，适合于各种生活废水和工业废水。

具体实施方式

实施例一：

将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在0.1mol/L的柠檬酸和硝酸铁混合溶液中，浸泡时间20min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N₂氛围下进行升温，升温速率6℃/min，活化温度750℃，活化时间60min，当达到活化温度时，关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH＝5的HCl溶液中振荡清洗30min，盐酸溶液温度60℃，用自来水煮沸清洗，直到PH＝7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为93％，碘吸附值为458mg/g，亚甲基蓝吸附质235mg/g，COD去除率为91％。

实施例二：

将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在0.8mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间30min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N₂氛围下进行升温，升温速率8℃/min，活化温度800℃，活化时间180min，当达到活化温度时，关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH＝3的HNO₃溶液中振荡清洗40min，盐酸溶液温度90℃，用自来水煮沸清洗，直到PH＝7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为92％，碘吸附值为489mg/g，亚甲基蓝吸附质318mg/g，COD去除率为96％。

实施例三：

将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在1.2mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中，时间30min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N₂氛围下进行升温，升温速率10℃/min，活化温度850℃，活化时间120min，当达到活化温度时，关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH＝2的HCl溶液中振荡清洗60min，盐酸溶液温度90℃，用自来水煮沸清洗，直到PH＝7左右，烘干，便得到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为90％，碘吸附值为412mg/g，亚甲基蓝吸附质288mg/g，COD去除率为92％。

实施例四：