[发明专利]用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭制备领域，具体涉及一种用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂及其制备方法。

背景技术

氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺，一氯胺比氯气更稳定且更不易挥发，而且，一氯胺甚至在甲烷存在下也不会生成具有致癌性的卤代甲烷，因此，氯胺(特别是一氯胺)的使用逐渐增多。然而，近年来，随着人们对氯胺的研究，研究者了解到一氯胺对生物体是有毒的，特别是对淡水或海水水生生物，而且也是溶血性贫血的诱发剂，有可能对生殖能力有毒性作用。

为了除去饮用水中的氯胺，通常使水与活性炭接触，活性炭清除氯胺的原理是基于催化还原反应，活性炭表面的电子转移至氯胺，使氯胺变为无氧化性的氯离子且氧化分解生成N₂达到脱除的目的，然而，现有的活性炭的比表面积小，活性炭很容易达到饱和，当活性炭的物理吸附达到饱和时，由于水中的有机物会附着于活性炭，使得活性炭有效面积大大下降，影响活性炭的再生能力，导致活性炭除氯胺的性能大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种比表面积大，吸附性能好的用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、粉碎活性炭原料，置于NH₃的氛围中加热，所述加热的温度为700～800℃，加热结束后的活性炭原料与稻草灰混合获得混合料，所述活性炭原料与所述稻草灰的质量比为1:1.2～1.6；

步骤2、步骤1所得的混合料在氮气的保护下加热，所述加热的温度为600～700℃，恒温加热1～2h，后将氮气转换为水蒸气，以5～10℃/min的升温速率升温至800～900℃，恒温加热50min～3h，所述水蒸气的流量为每千克混合料每分钟通入10～15ml，获得活化产物；

步骤3、步骤2所得的活化产物经酸洗、水洗后干燥，得到用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂。

本发明的另一技术方案为提供一种上述的用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂的制备方法制备的活性炭催化剂。

本发明的有益效果在于：本发明制备的活性炭通过把活性炭原料暴露在NH₃的氛围中加热，制得的活性炭的石墨层变松，在这种情况下形成催化面来提升活性炭的催化活性，稻草灰中含有钠、钾的碳酸盐、氯化物、硫酸盐、磷酸盐，活性炭原料与稻草灰混合后可以在炭化过程中加快原料中挥发分的析出速率，可快速打开孔道，增大活性炭的比表面积，将稻草灰变废为宝，得到比表面积大于3100m²/g的活性炭，本发明提供的活性炭能有效降低饮用水中氯胺的浓度，保障人体生命安全，能满足我国对饮用水的净化需求。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明最关键的构思在于:本发明通过将活性炭原料暴露在在NH₃的氛围中加热来提升活性炭的催化活性，再将活性炭原料与稻草灰混合，通入水蒸气加热，制备的活性炭能大大降低饮用水中氯胺的浓度。

本发明提供一种用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、粉碎活性炭原料，置于NH₃的氛围中加热，所述加热的温度为700～800℃，加热结束后的活性炭原料与稻草灰混合获得混合料，所述活性炭原料与所述稻草灰的质量比为1:1.2～1.6；

步骤2、步骤1所得的混合料在氮气的保护下加热，所述加热的温度为600～700℃，恒温加热1～2h，后将氮气转换为水蒸气，以5～10℃/min的升温速率升温至800～900℃，恒温加热50min～3h，所述水蒸气的流量为每千克混合料每分钟通入10～15ml，获得活化产物；

步骤3、步骤2所得的活化产物经酸洗、水洗后干燥，得到用于分解脱除饮用水中氯胺的活性炭催化剂。