[發明專利]一種可磁分離竹炭材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310332505.3
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103406098A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王新慶;徐靖才;金頂峰;彭曉領;洪波;金紅曉;葛洪良
• 申請（專利權）人: 彭曉領
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30
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技術領域

本發明涉及一種可磁分離竹炭材料的制備方法。

背景技術

??竹炭是一般用老齡竹（3－5年以上）和竹材加工剩余物高溫無氧干餾而成。竹炭炭質致密，比重大，孔隙多，礦物質含量豐富，比表面積達每克?500㎡?以上，竹炭是純天然制品，無毒、無味、無副作用，敲擊時能發出清脆的金屬聲，有較好的導電性。竹炭作為功能環保材料越來越受到重視，而成為竹材研究領域的新熱點。為提高竹炭性能及利用率，改性竹炭的相關研究逐漸被應用到建筑、土壤改良和環保等領域。改性竹炭具有良好的吸附分解性能、導電性能、遠紅外發射性能、負離子產生性能等，近年來在吸附室內有害氣體、調濕、水質凈化、吸附平衡動力學、保鮮貯藏、超級電容器、改良土壤等方面展現了較好的應用前景。

??竹炭是一種多孔性物質，分子結構呈六角形，質地堅硬，細密多孔，吸咐力強。豐富的孔隙分布特征和高比表面積使其具有良好的吸附特性，其吸附能力是木炭的5倍以上。由于炭質本身有著無數的孔隙，這種炭質氣孔能有效地吸附空氣中一部分浮游物質，對硫化物、氫化物、甲醇、苯、酚等有害化學物質起到吸附、分解異味和消臭作用。竹炭是良好的凈水處理劑，將竹炭置于水中，能吸附水中殘留的有害化學物質和水中的臭氣，用竹炭顆粒治理河道、污水，特別是城市污水的治理，不但能凈化水質，還能除去臭味，美化環境，效果特別顯著。

??本發明涉及一種磁性竹炭材料的制備方法，在竹炭的孔道內負載少量磁性材料，可以通過外磁場的作用將竹炭從水溶液中分離出來，保障了竹炭相關產品的再利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種磁性竹炭材料及其制備方法，在竹炭的孔道內負載少量磁性材料，可以通過外磁場的作用將竹炭從水溶液中分離出來，竹炭與負載磁性材料質量比為20:（1～8），可根據外磁場的的強弱調節負載量。

一種磁性竹炭材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：一、竹炭粉碎成竹炭顆粒，利用200目篩子篩選；二、采用濃硫酸或濃硝酸對竹炭顆粒進行表面改性，充分洗滌（pH=7）并干燥；三、將竹炭、兩種或兩種以上金屬鹽按一定的比例充分溶于去離子水與酒精混合溶液中；四、滴加一定量的檸檬酸絡合劑，充分混合后滴加氨水調節溶液pH至一定值，并攪拌形成溶膠；五、將溶膠在一定的溫度下干燥形成凝膠；六、凝膠在氮氣保護下燒結；七、經磁分離、洗滌及干燥，得到磁性顆粒負載竹炭材料。

本發明優點：一、對竹炭的微觀結構幾乎沒有破壞，操作簡單、成本低；二、少量磁性材料的負載不會影響竹炭的吸附性能，同時使竹炭具有磁性，在竹炭吸附有害氣體及污水雜質后可以通過外磁場進行提取或者分離，有利于實現竹炭及相關產品的再利用。

附圖說明

?按照具體實施方式1制備了鈷鐵/鈷鐵氧體/竹炭復合材料，其中圖1是實驗合成的鈷鐵/鈷鐵氧體/竹炭的XRD圖譜；圖2是合成的鈷鐵/鈷鐵氧體/竹炭的VSM曲線；圖3是磁性竹炭對外磁場響應情況照片，圖片中是將磁性竹炭放置酒精中觀察其對外磁場的響應情況。

具體實施方式

?具體實施方式1：首先將竹炭粉碎成竹炭顆粒，利用200目篩子篩選后；采用濃硫酸對竹炭顆粒進行表面改性，充分洗滌（pH=7）并干燥。取4份竹炭、1份Co(NO₃)₂·6H₂O與2份Fe(NO₃)₃·9H₂O溶于去20份離子水與15份酒精的混合溶液中，在60℃下磁力攪拌2小時。然后逐滴滴加0.5份檸檬酸作為絡合劑，攪拌5h后滴加氨水調節溶液pH=3，調節水浴溫度至70℃，攪拌至溶液成為溶膠狀態。將所得溶膠轉移到鼓風干燥箱中250℃下干燥3h，得到凝膠。在氮氣保護下，將凝膠置于管式爐中400℃燒結3h。經磁分離、洗滌（pH?=?7）及干燥，得到磁性顆粒負載竹炭材料。