[發明專利]三維電極用活性炭及其制備和在難生物降解有機物廢水治理上的應用

有效

• 申請號: 201310503071.9
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103495419A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 林天安
• 申請（專利權）人: 林天安
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J20/20;C02F1/461;C02F101/30
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 丁秀麗

1.一種三維電極用活性炭的制備，其特征在于：其工序如下：將多種木質纖維素的混合物與有機含氮化合物之間進行混合，之后將木質纖維素與有機含氮化合物的混合物置于磷酸溶液中浸漬，之后進行捏和并造粒，造粒的產物分別經過熟化和炭化，炭化后的產物再進行活化，然后對活化后的產物分別進行水洗、堿煮、二次水洗、浸酸、浸鹽、固化獲得產品；

其中所述的浸鹽的具體步驟為：將浸酸后活性炭，加入7%～13%硝酸銅溶液，浸漬20～26小時后，瀝干回收硝酸銅。

2.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：所述的將多種木質纖維素與制備成乳液的有機含氮化合物的混合；所述的木質纖維包括經過篩選除去雜物并干燥，保持水分5%--15%且長度20-30mm的秸稈、竹、鋸屑、木粉、果皮、果殼、核仁、褐煤、瀝青、紙漿、造紙廠黑液；所述的有機含氮化合物包括氰酸鹽、三聚氰胺、尿素、甲基脲、脲醛樹脂、聚氨基樹脂、三聚氰胺樹脂、甲殼素、海藻；

木質纖維素的混合物與有機含氮化合物之間的重量比為1：1-7。

3.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：木質纖維素與有機含氮化合物的混合物置于磷酸溶液中浸漬，其浸漬條件為磷酸溶液與混合物的重量比為1-1.5：1，浸漬時間不少于24小時，其中磷酸溶液的質量濃度為70-85%。

4.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：所述的捏合為將浸漬的產物放入捏合機中進行捏合，捏合的條件為溫度150-260℃,時間2-5小時。

5.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：所述的造粒在對齒造粒機中進行，制造出多邊形短柱狀顆粒，其粒徑為3-4mm。

6.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：所述的熟化、碳化為將造粒產品放置在加熱轉爐中，保持轉速5-10轉/min,在爐溫160-260℃的條件下熟化，熟化時間為24-64小時；之后調整溫度至300-400℃進行碳化，碳化時間為1-3小時。

7.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：所述的活化為將碳化的產物置于間接火加熱轉爐，在轉速為5-10轉/min的條件下，保持在溫度450-600℃，反應時間1-6小時。

8.根據權利要求1所述的三維電極用活性炭的制備，其特征在于：

水洗、堿煮、二次水洗、浸酸、固化操作具體如下；

水洗：將活化后的產物用水萃取回收磷酸烘干；

堿煮：經過水洗活性炭加入體積3-4倍10～15%NaOH溶液，壓力0.12-0.15MPa，蒸煮1-3小時，?；痨o置12-24小時；

二次水洗：將堿煮后的活性炭用水洗至pH5-6；

浸酸：上述水洗炭，加15%～25%HNO3,浸漬20～28小時，瀝干后，再用水漂洗1-2次，藉以改進活性炭的微孔結構；

固化：浸鹽后活性炭需要在100～120℃下干燥1-3小時，在250-300℃中固化1--3小時。

9.根據權利要求1-7所述的一種所述的三維電極用活性炭，其特征在于：

該活性炭性能指標綜合如下：

形狀：多邊形短柱狀顆粒大小4-5mm.,

碘吸附值≥1600mg/g,

質量含氮量1.5-3.5%，

質量含銅（CuO）量：3.0-5.0%，

對有機物降解率≥92%，

顆粒硬度（球磨法）≥90%，

表觀密度0.7-2.5g/g。

10.根據權利要求8所述的一種所述的三維電極用活性炭在難降解有機物廢水治理上的應用:其特征在于：將三維電極用活性炭置于三相三維電極反應器中陰陽極之間，將有機廢水置于三維電極反應器中，進行電解。