[發明專利]一種磁性多孔炭的制備方法

無效

• 申請號: 200710062335.6
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101117218A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 范慧;李開喜;要宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C01B31/08
• 分類號: C01B31/08
• 代理公司: 山西五維專利事務所有限公司
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明屬于一種磁性多孔炭的制備方法，具體涉及一種吸附性能良好、磁性較強且易控、制備方法簡單的磁性多孔炭的制備方法。

背景技術

以活性炭為代表的多孔炭由于其本身所具有的顯著的吸附性能、較高的比表面積、發達的孔隙結構和穩定的化學性質，廣泛應用于催化反應、生物分離、清潔生產等化工、環保領域。傳統的回收方法主要采用過濾，由于多孔炭粒度小，應用于水處理時，分離回收較困難，容易造成資源浪費及二次污染；與此相比，磁性分離技術具有快捷、廉價、簡單等優點。因多孔炭本身磁化率非常小，需引入磁性介質賦予多孔炭磁性后進行磁性分離。采用粘結法將磁性物質與多孔炭粘連，制備出磁性多孔炭，由于粘結劑堵塞多孔炭表面，存在降低吸附性能的缺點。專利90106471.8(申請號)公開了一種磁性活性炭的制備方法，該方法制備步驟比較繁瑣。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備步驟簡單，具有良好吸附性能的磁性多孔炭的制備方法。

本發明的制備方法包括如下步驟：

(1)將可溶性的鈷鹽溶解配成質量濃度為0.5-5％的溶液，加氨水調節pH為8-10，加入多孔炭，攪拌直至多孔炭完全浸潤，靜置30～60hr，過濾，用去離子水洗滌，于105℃～120℃干燥8～12hr；

(2)干燥后在N₂保護下經500-900℃熱處理0.5-3hr后得到磁性多孔炭。

如上所述的多孔炭材料包括纖維狀、顆粒狀多孔炭、炭氣凝膠、炭納米管中的一種或幾種。

所用鈷鹽為硝酸鈷(Co(NO₃)₂)、氯化鈷(CoCl₂)、硫酸鈷(CoSO₄)、草酸鈷(CoC₂O₄)、乙酸鈷(Co(CH₃COO)₂)一種或幾科。

本發明具有如下優點：

(1)磁性物質均勻分布在多孔炭的表面，該多孔炭吸附性能良好。

(2)制備方法簡單，僅需兩步即可得到高磁性的多孔炭。

(3)少量的磁性物質即可賦予多孔炭較強的磁性，磁性材料越多，磁性能越好。

本發明的實施例如下：

實施例1

取1.1gCo(NO₃)₂，溶解于200ml去離子水，緩慢加入氨水，邊加邊攪拌，直至pH＝9.0；加入10.0g粉狀活性炭，攪拌至活性炭完全浸潤，靜置48hr，過濾，用蒸餾水反復洗滌，然后在105℃干燥10hr。干燥后的活性炭在700℃熱處理40min，N2保護。所得磁性活性炭CCl₄吸附值為1859mg/g，飽和磁化強度為0.956emu/g。

實施例2

取CoCl₂2.0g，炭氣凝膠10.0g，調節pH＝8.5，靜置30hr，105℃干燥12hr，其它操作同上，干燥后的炭氣凝膠在550℃熱處理2.5hr，N2保護。所得磁性炭氣凝膠CCl4吸附值為789mg/g，飽和磁化強度為1.298emu/g。

實施例3

取Co(NO₃)₂4.0g，球狀活性炭4.0g，粉末活性炭3.0g，炭氣凝膠4.0g，調節pH＝9.5，靜置30hr，115℃干燥12hr，其它操作同上，干燥后的多孔炭在650℃熱處理1hr，N2保護。所得磁性多孔炭CCl4吸附值為1256mg/g，飽和磁化強度為1.468emu/g。

實施例4

取CoSO₄3.0g，Co(NO₃)₂2.0g，CoCl₂1.0g，活性碳纖維10.0g，調節pH＝8.7，靜置40hr，120℃干燥8hr，其它操作同上，干燥后的活性炭纖維在500℃熱處理3hr，N2保護。所得磁性活性炭纖維CCl4吸附值為851mg/g，飽和磁化強度為1.842emu/g。

實施例5

取CoC₂O₄10.0g，炭納米管10.0g，調節pH＝8.0，靜置60hr，105℃干燥8hr，其它操作同上，干燥后的納米活化炭管在850℃熱處理0.5hr，N₂保護。所得磁性納米活化炭管CCl₄吸附值為1297mg/g，飽和磁化強度為2.185emu/g。