公布日：2023.10.24
申请日：2023.07.05
分类号：B01J20/30(2006.01)I;B01J20/20(2006.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，包括以下步骤：1)活性炭预处理：将活性炭先用去离子水反复冲洗，然后再将其置于去离子水中煮沸；将煮沸后的活性炭置于鼓风干燥箱中烘干，备用；2)活性炭的接枝：将磷酸酯、乙醇和光引发剂按比例配成混合溶液；将预处理后的活性炭按照一定浸渍比浸入混合溶液，并将其超声处理，超声结束后过滤，并使用紫外光对其固化；3)活性炭的煅烧：将接枝的活性炭置于马弗炉煅烧，高温煅烧下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面。本发明将磷酸根固定在活性炭的孔隙表面，带负电的磷酸根通过静电相互作用与带正电的金属离子结合，以实现工业废水中重金属离子的去除，效果显著。
权利要求书
1.一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)活性炭预处理：将活性炭先用去离子水反复冲洗，然后再将其置于去离子水中煮沸；将煮沸后的活性炭置于鼓风干燥箱中烘干，备用；2)活性炭的接枝：将磷酸酯、乙醇和光引发剂按比例配成混合溶液；将预处理后的活性炭按照一定浸渍比浸入混合溶液，并将其超声处理，超声结束后过滤，并使用紫外光对其固化；所述活性炭与磷酸酯、乙醇和光引发剂混合溶液的浸渍比为1：(1～3)，超声处理时间为1～2h，紫外光光源功率为2kW；所述磷酸酯为磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯；3)活性炭的煅烧：将接枝的活性炭置于马弗炉煅烧，高温煅烧下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面；煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为4～6h。
2.如权利要求1所述一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，其特征在于：活性炭包括柱状活性炭、颗粒活性炭和粉末活性炭任意一种。
3.如权利要求1所述一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，其特征在于：光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1--1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1--1-丙酮任意一种。
4.如权利要求1-3任意一项所述一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，其特征在于：步骤1)中活性炭在去离子水中煮沸的温度为100℃，煮沸时间为20～30min。
5.如权利要求1-3任意一项所述一种用于吸附工业废水中重金属离子活性炭的制备方法，其特征在于：步骤1)煮沸后的活性炭置于鼓风干燥箱中烘干温度为100～110℃，烘干时间为1h～3h。
6.一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭，其特征在于，如权利要求1-5任意一项所述的方法制得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)活性炭预处理：将活性炭先用去离子水反复冲洗，然后再将其置于去离子水中煮沸，以除去表面的杂质。将煮沸后的活性炭置于鼓风干燥箱中烘干，除去水分以备用；
2)活性炭的接枝：将磷酸酯、乙醇和光引发剂按比例配成混合溶液。将预处理的活性炭按照一定浸渍比浸入混合溶液，并将其超声处理，超声结束后过滤，并使用紫外光对其固化；在光引发剂作用下，磷酸酯通过紫外光固化接枝到活性炭的表面；
3)活性炭的煅烧：将接枝的活性炭置于马弗炉煅烧，高温煅烧下，磷酸酯分解，磷酸根留在活性炭表面。
优选的，活性炭包括柱状活性炭、颗粒活性炭和粉末活性炭任意一种。
优选的，光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-1-丙酮任意一种。
优选的，所述磷酸酯为磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯。
优选的，步骤1)中活性炭在去离子水中煮沸的温度为100℃，煮沸时间为20～30min。
优选的，步骤1)煮沸后的活性炭置于鼓风干燥箱中烘干温度为100～110℃，烘干时间为1h～3h。
优选的，步骤(2)中磷酸酯、乙醇和光引发剂的比例为1：(5～40)：0.45。
优选的，步骤2)中预处理的活性炭与磷酸酯、乙醇和光引发剂混合溶液的浸渍比为1：(1～3)，超声处理时间为1～2h，紫外光光源功率为2kW。
步骤3)中接枝的活性炭置于马弗炉的煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为4～6h。
本发明还提供一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭，由上述所述方法制得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种吸附工业废水中重金属离子的活性炭及其制备方法，通过活性炭孔隙表面引入磷酸根，磷酸根的引入不影响活性炭的孔隙率和比表面积，在不影响液体流通量的前提下，利用磷酸根与重金属离子的静电相互作用，实现重金属离子的去除。本发明吸附工业废水中重金属离子活性炭孔隙表面的磷酸根是通过接枝后高温煅烧引入，高温煅烧可使化学试剂分解挥发，可避免化学试剂的二次污染。
（发明人：唐子伦;周敏;谭善和;肖定书）