[發明專利]一種改性活性炭纖維復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410546903.X
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN105561919A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 齊海港
• 申請（專利權）人: 西安艾菲爾德復合材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F103/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種改性活性炭纖維復 合材料及其制備方法。

背景技術

隨著近年工業的發展和人口的增加，水體污染治理面臨嚴峻挑戰。 水是生命的源泉，工業的發展使染料和重金屬成為最重要的水體污染 物之一，染料廢水和重金屬廢水的高效治理成為目前研究的熱點和難 點，頻頻發生的環境污染事件迫切要求開發高效的環境保護材料和技 術。吸附是一種非常有效的污染物分離和去除的方法，環境污染的現 狀迫切要求開發多種具有選擇性的改性活性炭纖維劑材料。結構決定 性能，吸附材料的結構直接關系到吸附效率的高低、再生和材料的使 用壽命問題。近些年來，研究者們進行了許多關于新型吸附材料的制 備研究，如何獲得染料和重金屬吸附效率高、脫附再生易、降解容易 和機械性能優良的一體化材料一直是吸附材料研究的熱點。

活性炭纖維具有比表面積大、吸脫附速度快和再生能力強等特點， 能夠有效地分離氣體和水體中的一些污染物質，但由于其孔結構基本 上為微孔結構，對水體中的染料和某些重金屬離子具有選擇性吸附。 另一方面，由于碳納米管的特殊結構，研究認為碳納米管對染料等物 質具有優異的吸附性能，但其質量輕，難以有效進行液固分離，而如 果將活性炭纖維和碳納米管結合在一起，則有望取各自所長，補各自 所短。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性活性炭纖維復合材料及其制備方 法，解決活性碳纖維吸附材料不能對水體中的污染物完全吸收以及碳 納米管吸附材料質量輕、難以有效進行液固分離的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種改性活性炭纖維復合材料及其 制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、取10mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇 溶液中，調制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；

步驟2、稱取5g活性炭纖維在55℃～85℃烘箱中烘1h～4h，然后 放入100mL濃硝酸溶液中浸泡2h～5h，浸泡后用蒸餾水洗至中性， 然后在55℃～85℃烘箱中烘干；

步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟1已經配制好的 溶液中浸漬3h～6h，取出，自然晾干；

步驟4、將步驟3所得材料放在石英反應器中間的恒溫區，通入 N₂升溫到200℃，通入流量為0.1L/min～0.3L/min的H₂，直到溫度升 到450℃～850℃，再通入流量為0.1L/min～0.3L/minH₂和流量為 0.2L/min～0.5L/minC₂H₂進行催化裂解，反應20min～60min，停止通 入氣體，在N₂氣氛下冷卻到室溫后，即得成品。

步驟1中，所使用乙醇和硝酸鎳均為分析純。

步驟4中，石英反應器中有熱電偶和加熱爐。

本發明一種改性活性炭纖維復合材料及其制備方法具有以下優 點：

本發明以活性炭纖維為基體，利用化學氣相沉積技術在其表面生 長碳納米管，制備的復合材料同時具有活性炭纖維和碳納米管的優點， 能同時處理染料廢水和重金屬廢水，綜合吸附性能較強；本發明制備 方法簡單，容易實現。

附圖說明

圖1是本發明一種改性活性炭纖維復合材料的制備工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

實施例1

步驟1、取10mL乙醇溶液，稱取2g硝酸鎳加入到量取的乙醇 溶液中，調制出硝酸鎳的乙醇溶液，備用；

步驟2、稱取5g活性炭纖維在55℃烘箱中烘4h，然后放入100mL 濃硝酸溶液中浸泡5h，浸泡后用蒸餾水洗至中性，然后在55℃烘箱 中烘干；

步驟3、將步驟2處理后的活性炭纖維放入步驟1已經配制好的 溶液中浸漬3h，取出，自然晾干；