[发明专利]一种氧化石墨烯改性椰壳活性炭的方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯改性椰壳活性炭的方法，所述方法包括以下步骤：a、制备氧化石墨烯；b、制备氧化石墨烯/阳离子聚合物复合溶液；c、椰壳活性炭的活化；d、制备氧化石墨烯改性的椰壳活性炭；e、改性椰壳活性炭的活化；f、原料的预汽化；g、氯化反应；h、捕集；所述方法应用于氯化领域。本发明方法大大降低了氯化反应所需的温度，提高了产品的含量（≥99.6％）。同时，本发明在催化剂的使用量减小了50％的条件下，原料的转化率≥96.3％，生产的氯化产品的含量≥99.6％，椰壳活性炭的使用寿命达到1400～1450h，大大的提高了催化剂的利用率，降低了生产成本，具有较好的经济收益。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种改性椰壳活性炭的应用技术领域；更具体地，涉及一种氧化石墨烯改性椰壳活性炭的方法以及其提高活性炭在氯化反应方面的应用。

技术背景

椰壳活性炭是一种多孔径的炭化物，有着极其丰富的孔隙构造，具有良好的吸附性能。椰壳活性炭的外观色泽呈黑色不规则的六边形。其成份除了主要的炭以外，还包含了少量的氢、氮、氧。椰壳活性炭是选用优质椰子壳为原料，采用物理法精制而成。具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。活性炭的活化分为以下三种：物理活化法、化学活化法和物理-化学综合活化法。物理活化法是向装有活性炭的炉子中通入氧化性气体，在高温下活化而成；化学法活化活性炭的过程中炭化和活化是同时进行的，活化剂通常为KOH、NaOH、ZnCl2、K2CO3和碱金属氧化物等，从工业角度来看，化学活化法具体不可取代的地位。

石墨烯是一种二维晶体，是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，石墨烯的厚度仅为0.37nm。石墨烯具有高达2630m²/g的理论比表面积，将石墨烯分散后具有非常大的储能活性。瑞典皇家科学院称，石墨烯将推动新型材料的研发，并引发电子产品的新革命。

本发明采用层层静电自组装的技术制备氧化石墨烯/椰壳活性炭复合材料，首先在氧化石墨烯表面自组装阳离子聚合物，使得氧化石墨烯表面含有大量的正电荷，接着在其表面自组装碱活化的椰壳活性炭。氧化石墨烯/椰壳活性炭复合材料具有石墨烯和活性炭的双重功能，并且具有较大的比表面积和孔容。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对目前氯化反应中所需温度较高、催化剂（活性炭）利用率低的不足，提供一种利用氧化石墨烯改性椰壳活性炭的方法，通过以提高氯化产品的产率、降低氯化反应温度和提高催化剂（活性炭）的利用率为目的的科学改性措施，为活性炭在氯化领域的应用提供技术支持。

本发明要解决的另一技术问题是提供采用所述改性方法获得的氧化石墨烯改性椰壳活性炭。

本发明要解决的又一技术问题是提供所述氧化石墨烯改性的椰壳活性炭在氯化领域中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明涉及一种氧化石墨烯改性椰壳活性炭的方法，所述方法包括以下步骤：

a、制备氧化石墨烯；本发明采用的氧化石墨烯一方面可以根据经典的Hummers法来制备，同时也可以采用市售产品；

b、制备氧化石墨烯/阳离子聚合物复合溶液：取步骤a制备得到的氧化石墨烯均匀分散于溶剂中，然后向氧化石墨烯的分散液中加入阳离子聚合物，室温下磁力搅拌2～4h，得到氧化石墨烯/阳离子聚合物复合胶体溶液；所述的阳离子聚合物占氧化石墨烯的3～5重量％；所述溶剂为蒸馏水、乙醇、甲醇、甲苯、DMF、四氯化碳中的一种或多种；所制得的阳离子聚合物溶液可以与氧化石墨烯片层结构上的羧酸根负离子发生静电自组装作用从而形成复合胶体溶液；