[发明专利]一种改性活性炭吸附剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性活性炭吸附剂的制备方法，包括以下步骤：S1、活性炭预处理；S2、活性炭微波处理；S3、柠檬酸改性活性炭；本发明采用成本较低的木质活性炭、杏壳活性炭、椰壳活性炭、棕榈壳活性炭作为基础活性炭，首先经微波辐照对基础炭进行改性，使基础炭表面孔隙结构更加丰富，有利于提高活性炭的吸附能力；然后经柠檬酸浸泡改性，大大增加了活性炭表面的羧基、酚羟基等酸性官能团的数量，以增强对亲水性铜离子的选择吸附性能，基础炭经过微波与柠檬酸双重改性后，大大丰富了活性炭表面的孔隙结构，通过微波与酸浸泡协同改性后提高了活性炭的吸附性能；经微波与柠檬酸双重改性后制得的改性活性炭对铜离子的吸附性能得到了显著提高。

技术领域

本发明涉及改性功能材料领域，尤其涉及一种改性活性炭吸附剂的制备方法和应用。

背景技术

随着科技的发展，现代化工业的逐步建设，各种化学品被开发利用，给人们生活带来了便利，同时由于化学品产生了对环境和人体有害的物质，也成了人们不得不面对的问题。

目前空气中的污染物主要是工业燃料燃烧产生的气体、汽车尾气、生产中产生的有毒有害气体；水污染主要是工业生产排放的污水里含有大量有毒物质，还有人们生活中的污水产生很多有害物质；人们生活中也有很多时候需要脱除毒素，比如空调过滤网上有很多细菌、毒素，新装修的间有甲醛等有害物质，都需要脱除毒素；目前都脱除毒素经常用到吸附剂，主要有硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料，但是这些吸附剂大多吸附能力有限，需要针对不同的要求研究不同的吸附剂，发挥最好的作用；同时，寻找新的原料，以增强吸附效果，节约成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种吸附能力强，原材料来源广泛，成本低的改性活性炭吸附剂的制备方法及其在废水中铜离子处理中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种改性活性炭吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、活性炭预处理：以木质、杏壳、椰壳活性炭、棕榈壳活性炭中的至少一种为原料，研磨粉碎过筛，用去离子水洗涤，然后干燥备用；

S2、活性炭微波处理：称量5-8g步骤S1预处理后制得的活性炭，将其置于微波发生器中，在Ｎ_２保护下进行微波辐照处理；

S3、柠檬酸改性活性炭：采用物化浸渍活化法处理微波处理后的活性炭制得改性活性炭，该浸渍液为质量分数为1~5%的柠檬酸水溶液。

本发明采用成本较低的木质活性炭、杏壳活性炭、椰壳活性炭、棕榈壳活性炭作为基础活性炭，首先经微波辐照对基础炭进行改性，使基础炭表面孔隙结构更加丰富，有利于提高活性炭的吸附能力；然后经柠檬酸浸泡改性，大大增加了活性炭表面的羧基、酚羟基等酸性官能团的数量，增强炭表面的亲水性，以增强对亲水性铜离子的选择吸附性能，基础炭经过微波与柠檬酸双重改性后，大大丰富了活性炭表面的孔隙结构，通过微波与酸浸泡协同改性后提高了活性炭的吸附性能。

优选的，步骤S1中过20目筛。

优选的，步骤S1中水洗至溶液的pH为6~7。

优选的，步骤S1中干燥条件为110℃干燥24h。

优选的，步骤S2中微波功率和辐照时间分别为1000W，３min。

优选的，步骤S3中柠檬酸水溶液加入量为活性炭质量的10倍。

优选的，步骤S3中所述浸渍处理时间为1-8h。

优选的，步骤S3中，还包括对改性活性炭进行水洗至冲洗水pH为7。

优选的，步骤S3中，还包括对水洗后的改性活性炭进行干燥，所述干燥条件为110℃干燥24h。