[發明專利]導電聚合物改性活性炭的制備方法

無效

• 申請號: 200910013136.5
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN101612554A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 許峰;馬健巖;谷亞新;李艷花;冷兵;宛彤昕
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司
• 代理人: 王德榮

技術領域

本發明涉及一種復合材料制備方法，特別涉及一種用于工業污水或染料水凈化處理的導電聚合物改性活性炭的制備方法。

背景技術

活性炭作為一種吸附材料被廣泛的應用，它具有較強的吸附性和催化性能，且耐酸堿、耐熱，不溶于水和有機溶劑，原料充足、易再生，是一種環境友好型吸附劑。活性炭廣泛用于工業三廢治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫藥、黃金提取、半導體應用、電池和電能貯存等。應用領域的拓寬對活性炭性能提出了更高的要求，從而進一步促進了活性炭在原料、制備方法等方面的發展，也促進了不同品種特殊性能活性炭的研究開發。常用的改性方法有表面結構特性、表面化學性質和電化學性質3種。表面結構特性改性主要是從增大比表面積和控制孔徑分布兩方面展開，從而增大吸附量；表面化學性質改性主要是通過氧化還原改變表面含氧酸性、堿性基團的相對含量以及負載金屬改性，從而改變對極性、極性較弱或非極性物質的吸附能力；電化學性質改性主要是通過加微電場改變活性炭表面的帶電性和由此而產生的化學性質的變化，從而改變吸附性能。

近年來，很多學者越來越重視活性炭表面官能團的作用，并進行了大量的研究，如用強酸或強堿對活性炭材料的吸附表面化學性質改性。然而，不管是氧化改性還是還原改性，都只是改變活性炭表面的官能團，如果能將具有特殊功能或者具有特殊官能團的高分子功能性聚合物引入到活性炭孔道中，將會得到一種具有高選擇性的吸附材料，這種材料既可以發揮活性炭的孔結構優勢，還能利用聚合物的特有功能對廢水中污染物進行清除。例如，聚甲基丙烯酸一N，N一二甲氨基乙酷可與某些金屬離子形成穩定的鰲合物，從而去除水溶液中的金屬離子。而且與小分子有機物改性劑相比，一般來說，聚合物改性沒有毒性，本身比較安全，不會造成二次污染，而且提供豐富的官能團。經對現有技術的文獻檢索發現，在多孔碳的孔洞內直接加入聚合物制備用于吸附的復合材料已經得到很好的研究。這些復合材料以介孔碳為基體，直接將聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等聚合物滲入到介孔碳的孔洞中，制得物理混合的復合材料，并利用這種復合材料吸附維生素或者水處理等，其不足在于：介孔碳本身的制備比較復雜，不易批量生產。而且聚甲基丙烯酸甲酯是直接滲透進入基體，并沒有與基體有機結合成一體，存在穩定性較差等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于水處理的導電聚合物改性活性炭的制備方法，使其可成功實現導電聚合物原位聚合在活性炭表面，并且得到具有較大的比表面積的導電聚合物改性活性炭，同時，這種材料仍具有之前導電聚合物的功能性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

導電聚合物改性活性炭的制備方法：

(1)采用超聲聚合法制備：

第一步，將活性炭分散于酸性溶液，進行超聲分散；

第二步，加入導電聚合物單體，繼續分散，使其均勻分散粘附在活性炭表面；

第三步，用滴液漏斗加入引發劑溶液，在超聲波振動下反應，反應結束后用蒸餾水清洗抽慮產物、干燥，得到導電聚合物改性活性炭；

(2)采用固相合成法制備：

第一步，將活性炭和導電聚合物單體置于球磨機或研缽中，充分研磨混合；

第二步，加入引發劑，繼續研磨，使反應充分進行；

第三步，研磨產物在室溫條件下靜置，用蒸餾水清洗抽慮產物、干燥，得到導電聚合物改性活性炭。

所述的導電聚合物改性活性炭的制備方法，引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、三氯化鐵，濃度為2mol/L。

所述的導電聚合物改性活性炭的制備方法，活性炭與導電聚合物質量比為5∶1～5∶5，其中最佳配比為5∶1，導電聚合物單體與引發劑摩爾比為1∶1～3∶1，其中最佳配比為1∶1。

所述的導電聚合物改性活性炭的制備方法，導電聚合物單體為苯胺、吡咯、對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、吲哚；單體濃度為0.1g/L～5g/L，最佳范圍1g/L～20g/L，最佳為10g/L。

所述的導電聚合物改性活性炭的制備方法，超聲聚合法的酸性溶液為硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸類無機酸或甲酸、乙酸、草酸、對甲苯磺酸和樟腦酸的有機酸，其濃度范圍在0.1mol/L～2mol/L，最佳范圍為0.5mol/L～1mol/L，最佳為1mol/L。