[发明专利]改性活性炭及其制备方法以及去除水中溴酸盐的方法

说明书

本申请涉及水处理领域，具体而言，涉及一种改性活性炭及其制备方法以及去除水中溴酸盐的方法。将环氧化季铵盐溶液与活性炭反应，制得改性活性炭。将改性活性炭与含有溴酸盐的水溶液混合，吸附去除溴酸盐。该方法采用环氧化季铵盐对活性炭进行改性，使得环氧化官能团与活性炭表面含氧官能团发生阳离子化反应，将季铵盐官能团与活性炭化学键结合，提高了连接强度，在水处理过程中不易脱落。采用这种改性活性炭与水中溴酸根离子接触后，一方面由于季铵盐中带正电荷的含氮官能团对带负电荷的溴酸根具有强烈的静电吸附作用；另一方面，季铵盐中的烷基长链在改性活性炭表面具有强烈的吸附引力，在这双重作用的效果下，极大地提高了对溴酸盐的去除效果。

技术领域

本申请涉及水处理领域，具体而言，涉及一种改性活性炭及其制备方法以及去除水中溴酸盐的方法。

背景技术

溴酸盐作为一种新兴的污染物，在沿海地区含量较高，且可能作为一种消毒副产物存在于饮用水中。长期饮用含有溴酸盐的饮用水后，会大大增加肾癌、甲状腺和腹膜间皮瘤的发病率，溴酸盐已被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物。

目前针对水中的溴酸盐的去除方法主要有活性炭吸附法、紫外光(UV)辐射、加铁(Fe(II))还原、电催化还原法、离子交换膜法等方法。由于其它方法存在成本高，容易造成二次污染的缺点，活性炭吸附法成为了国内外最常用的净水工艺，它操作简单、成本低、无二次污染，且臭氧一般都与活性炭工艺联用。但原炭的吸附效率不高。

改性活性炭法较传统的活性炭吸附性能较好，然而现有的改性活性炭存在以下缺点：一是改性剂容易在水处理过程中脱落；二是新鲜活性炭在运行一段时间后对溴酸根的去除效果大大减弱。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种改性活性炭及其制备方法以及去除水中溴酸盐的方法。

第一方面，本申请提供一种去除水中溴酸盐的方法，包括：

将环氧化季铵盐溶液与活性炭反应，使得季铵盐官能团以化学键的结合方式固定在活性炭的表面，制得改性活性炭；

将改性活性炭与含有溴酸盐的水溶液混合。

该方法采用环氧化季铵盐对活性炭进行改性，使得环氧化官能团与活性炭表面含氧官能团(-OH、-COOH)等发生阳离子化反应，从而将季铵盐官能团与活性炭化学键合。这种结合方式，提高了季铵盐官能团与活性炭的连接强度，在水处理过程中季铵盐官能团不易脱落。采用这种改性活性炭与水中溴酸根离子接触后，一方面由于季铵盐官能团中带正电荷的含氮官能团对带负电荷的溴酸根具有强烈的静电吸附作用；另一方面，季铵盐官能团中的烷基长链在改性活性炭表面具有强烈的吸附引力，在这双重作用的效果下，极大地提高了对溴酸盐的去除效果。本申请的方法，单位剂量的改性活性炭吸附去除溴酸盐最大吸附量达到58.14mg/g。

第二方面，本申请提供一种能够去除水中溴酸盐的改性活性炭的制备方法，将环氧化季铵盐溶液与活性炭反应，使得季铵盐官能团以化学键的结合方式固定在活性炭的表面，制得改性活性炭。

这种方法能够提高活性炭对于溴酸盐的吸附效果。

第三方面，本申请提供一种能够去除水中溴酸盐的改性活性炭，

改性活性炭包括活性炭和固定在活性炭表面的季铵盐官能团；季铵盐官能团以化学键的结合方式固定在活性炭的表面；改性活性炭能够吸附水中的溴酸根离子；

可选地，改性活性炭的吸附量为14.61～58.14mg/g。

这种改性活性炭对于溴酸盐的吸附效果好。

附图说明