申请日2012.09.17
公开(公告)日2013.01.16
IPC分类号C01B31/10
摘要
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其生产过程包括以下步骤：(1)对5-18mm粒径的兰炭进行预处理，在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中进行浸泡;(2)对干燥脱水后的产物进行直接活化，活化温度750℃～850℃，时间60～180min;(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗，干燥得到多孔炭。该方案直接以兰炭为原材料，采用一步活化处理，无需破碎、脱灰、捏合、成型、炭化等步骤，工艺简单，成本低廉，制备的多孔炭具有丰富的微孔-中孔-大孔结构，能够吸附生活和工业废水中各种金属离子、有机物，用途广泛。
权利要求书
1.一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于，其工艺包括以下步骤：
(1)对5-18mm粒径的兰炭进行预处理，在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中进行浸泡;
(2)对干燥脱水后的产物进行直接活化;
(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗、干燥得到多孔炭。
2.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，有机物浓度为0.1～2mol/L，有机物种类包括聚丙烯酰胺、草酸、柠檬酸等，无机盐种类包括硝酸铁、硝酸钙、硝酸钴等。
3.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，产物直接活化温度750～850℃，活化时间60～180min，升温速率6～10℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的多孔炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，酸的种类包括盐酸、硝酸，酸洗温度60～100℃，酸洗时间30～90min，酸液PH=2～5。
说明书
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法
技术领域
本发明涉及一种多孔炭的制备方法，具体的说是一种以兰炭为原料制备多 孔炭，主要应用于处理工业废水。
背景技术
多孔炭材料是指具有不同空隙结构的新型碳素材料，其孔大小从具有能够 吸附金属离子的微孔(<2nm)到能够吸附有机物分子的中孔(2～50nm)和大 孔(>50nm)。
专利CN 102500319公布了一种提高多孔炭中孔率的方法。该方法制得的多 孔炭对污水中有机物具有很好的去除效果，有助于多孔炭在水质中的工业化应 用。但该方法需对多孔炭进行双氧水浸渍，需二次炭化，二次活化，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本较低，制备工艺简单，具有丰富的微孔-中 孔-大孔结构，可用于生活废水和工业废水净化的多孔炭的制备方法。
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法主要包括以下步骤：
(1)将5～18mm粒径的兰炭浸渍在一定浓度的有机物和无机盐混合溶液中;
(2)对干燥后的产物直接活化;
(3)对活化产物进行酸处理，再经清洗，干燥得到多孔炭。
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(1)中，有机物种类包括柠檬 酸、草酸和聚丙烯酰胺，无机盐包括硝酸铁、硝酸钙或硝酸钴。
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(2)中，产物活化的温度为 750～850℃，活化时间60～180min，升温速率6～10℃。
一种用于废水处理的多孔炭的制备方法步骤(3)中，酸的种类包括盐酸、 硝酸，酸洗温度60～100℃，酸洗时间30～90min，酸液PH=2～5。
本发明采用廉价的兰炭(粒径：5～18mm)为原料，采用直接活化法，不 需要破碎、成型、造粒、炭化等步骤，降低了成本，工艺简单;通过酸洗，能 够除去多孔炭内的有机质和微量的碱性可溶性盐，促使部分微孔向中孔、大孔 方向移动。该多孔炭具有丰富的孔结构：微孔-中孔-大孔，能够充分吸附废 水的金属离子和有机物，适合于各种生活废水和工业废水。
具体实施方式
实施例一：
将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在0.1mol/L的柠檬酸和硝酸铁混合溶液中， 浸泡时间20min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行 升温，升温速率6℃/min，活化温度750℃，活化时间60min，当达到活化温度 时，关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH=5的HCl溶液中振荡清洗 30min，盐酸溶液温度60℃，用自来水煮沸清洗，直到PH=7左右，烘干，便得 到多孔炭。经过测试，多孔炭的强度为93%，碘吸附值为458mg/g，亚甲基蓝吸 附质235mg/g，COD去除率为91%。
实施例二：
将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在0.8mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中， 时间30min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温， 升温速率8℃/min，活化温度800℃，活化时间180min，当达到活化温度时，关 闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH=3的HNO3溶液中振荡清洗40min， 盐酸溶液温度90℃，用自来水煮沸清洗，直到PH=7左右，烘干，便得到多孔 炭。经过测试，多孔炭的强度为92%，碘吸附值为489mg/g，亚甲基蓝吸附质 318mg/g，COD去除率为96%。
实施例三：
将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在1.2mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中， 时间30min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温， 升温速率10℃/min，活化温度850℃，活化时间120min，当达到活化温度时， 关闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH=2的HCl溶液中振荡清洗60min， 盐酸溶液温度90℃，用自来水煮沸清洗，直到PH=7左右，烘干，便得到多孔 炭。经过测试，多孔炭的强度为90%，碘吸附值为412mg/g，亚甲基蓝吸附质 288mg/g，COD去除率为92%。
实施例四：
将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在0.8mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中， 时间30min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温， 升温速率8℃/mmin，活化温度800℃，活化时间150min，当达到活化温度时，关 闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH=4的HNO3溶液中振荡清洗70min， 盐酸溶液温度90℃，用自来水煮沸清洗，直到PH=7左右，烘干，便得到多孔 炭。经过测试，多孔炭的强度为94%，碘吸附值为373mg/g，亚甲基蓝吸附质 247mg/g，COD去除率为93%。
实施例五：
将兰炭(粒径：5～18mm)浸渍在2.0mol/L的草酸酸和硝酸钴混合溶液中， 时间20min，产物干燥温度90℃。干燥后倒入活化炉内，在N2氛围下进行升温， 升温速率9℃/min，活化温度830℃，活化时间180min，当达到活化温度时，关 闭氮气阀门，通入高压水蒸气。活化后在PH=2.5的HNO3溶液中振荡清洗90min， 盐酸溶液温度85℃，用自来水煮沸清洗，直到PH=7左右，烘干，便得到多孔 炭。经过测试，多孔炭的强度为93%，碘吸附值为361mg/g，亚甲基蓝吸附质 285mg/g，COD去除率为91%。