[发明专利]一种亲水性活性炭的制备方法

说明书

本发明属于活性炭改性技术领域，具体涉及一种亲水性活性炭的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将聚丙烯酸钠加入至丙二醇中，机械搅拌至完全溶解，得到聚丙烯酸钠醇液；步骤2，将活性炭加入至聚丙烯酸钠醇液中，加入分散剂并搅拌形成稳定的悬浊液；步骤3，将悬浊液密封搅拌反应2‑4h，然后减压蒸馏反应2‑4h，得到预制活性炭；步骤4，将预制活性炭放入烘箱内真空烘干，得到亲水性活性炭。本发明在活性炭框架内嫁接聚丙烯酸基团，能够形成活性炭的亲水性改性，形成聚丙烯酸‑活性炭的双重吸水效果，大大提升了改性活性炭的亲水性。

技术领域

本发明属于活性炭改性技术领域，具体涉及一种亲水性活性炭的制备方法。

背景技术

水蒸气是自然界普遍存在的物质之一。但是，在一些特定的环境中，如精密仪器实验室、仓库、石油液化气站等，需要对水蒸气的含量进行严格的控制，以防止发生电路短路、腐蚀、冷凝等现象而造成重大安全事故与损失。

吸附法因其操作简单、易于回收以及可以避免二次污染而得以广泛应用。而活性炭由于具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积、丰富的表面官能团以及价格便宜等优点而成为首选的吸附剂之一。在较低的相对湿度下，Dimotakis等人认为活性炭表面亲水性官能团对水蒸气的吸附起到了关键性的作用。亲水性官能团可以与水分子形成氢键，从而促进水蒸气在活性炭中的吸附。

活性炭表面亲水性基团构建的方法有很多，如利用硝酸、硫酸、盐酸、过氧化氢等的湿式氧化法；利用臭氧、氧气、二氧化碳、一氧化碳的气相氧化法；利用硝酸铁、硝酸银等的氧化盐改性法以及通过热-氧联合处理的复合改性法。但是，在这些改性过程中，活性炭本身要与改性试剂参与反应以生成表面官能团。活性炭质量会在此过程中产生较大损失，而且活性炭原有的孔结构也会遭到很大的破坏。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种亲水性活性炭的制备方法，在活性炭框架内嫁接聚丙烯酸基团，能够形成活性炭的亲水性改性，形成聚丙烯酸-活性炭的双重吸水效果，大大提升了改性活性炭的亲水性。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种亲水性活性炭的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将聚丙烯酸钠加入至丙二醇中，机械搅拌至完全溶解，得到聚丙烯酸钠醇液；

步骤2，将活性炭加入至聚丙烯酸钠醇液中，加入分散剂并搅拌形成稳定的悬浊液；

步骤3，将悬浊液密封搅拌反应2-4h，然后减压蒸馏反应2-4h，得到预制活性炭；

步骤4，将预制活性炭放入烘箱内真空烘干，得到亲水性活性炭。

所述步骤1中聚丙烯酸钠在丙二醇内的浓度为20-50g/L，所述机械搅拌的搅拌速度为2000-3000r/min。

所述步骤2中的活性炭的加入量是聚丙烯酸钠质量的2.5-5.5倍，所述分散剂的加入量为聚丙烯酸钠质量的2-5％。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基硫酸钠。

所述步骤3中的密封搅拌反应的搅拌速度为500-1000r/min，压力为

0.3-0.6MPa，温度为60-80℃。

所述步骤3中的减压蒸馏反应的压力为大气压的50-60％，温度为150-180℃，所述减压蒸馏反应的反应时间为活性炭蒸干为准。

所述步骤4中的烘干温度为70-100℃。

所述步骤2中的活性炭采用酸化活性炭，且按照如下步骤预处理：

步骤a，将活性炭原料加入盐酸溶液中搅拌浸泡至无气泡产生，然后静置10-30min，得到活性炭悬浊酸液；