[发明专利]一种杂元素掺杂活性炭纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种杂元素掺杂活性炭纤维作为吸附材料在乙炔和乙烯的分离中的应用，其特征在于：所述杂元素掺杂活性炭纤维的制备方法包括如下步骤：

1)向溶剂中加入一定量的含杂元素的离子液体，并将活性炭纤维加入其中，浸渍一段时间；所述的含杂元素的离子液体为含硼离子液体、含磷离子液体或含硫离子液体；

2)将步骤1)所得的混合物进行微波消解预处理，使杂元素均匀地分布在活性炭纤维表面；

3)将步骤2)所得的混合物进行烘干处理，使溶剂挥发；

4)将步骤3)所得离子液体负载的活性炭纤维在惰性气氛下高温焙烧，即得杂元素掺杂活性炭纤维。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤1)所述的含硼离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氰基硼酸盐、1-乙基吡啶四氰基硼酸盐、1-甲基-3-乙基咪唑双水杨酸螯合硼离子液体、1-甲基-3-丁基咪唑双水杨酸螯合硼离子液体、1-甲基-3-己基咪唑双水杨酸螯合硼离子液体、1-甲基-3-辛基咪唑双水杨酸螯合硼离子液体、双(甲基咪唑)硼烷二氰胺盐、双(甲基咪唑)硼烷硝基氰胺盐、双(乙基咪唑)硼烷二氰胺盐中的一种或多种；

所述的含磷离子液体为四丁基氯化磷、四乙基氯化磷、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二已酯盐中的一种或多种；

所述的含硫离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲苯磺酸盐、1-乙基吡啶硫氰酸盐中的一种或多种；

所述的溶剂为水、乙醇、乙腈、丙酮中的一种或多种；

所述的活性炭纤维为粘胶基活性炭纤维，比表面积为800～1600m²/g。

3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于：步骤1)中，所述的离子液体质量与活性炭纤维的质量比值为20％～40％；浸渍时间为6～8h。

4.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于：步骤2)中，所述的微波消解处理频率为500MHz～300GHz，处理时间为0.5～3h。

5.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于：步骤3)中，烘干处理温度为80～120℃，烘干处理时间为12～24h。

6.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于：步骤4)中，所述的惰性气氛为氮气，焙烧温度为300～500℃，升温速率为5～10℃/min，焙烧时间为2～6h。