[發(fā)明專利]一種鈷系化合物催化再生活性炭的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610997577.3 | 申請日： | 2016-11-10 |
| 公開（公告）號： | CN106732485B | 公開（公告）日： | 2019-04-19 |
| 發(fā)明（設計）人： | 肖勁;余柏烈;仲奇凡;袁杰;姚楨;張留運 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | B01J20/34 | 分類號： | B01J20/34;B01J23/75 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所 43114 | 代理人： | 魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 化合物 催化 再生 活性炭 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種鈷系化合物催化再生活性炭的方法，包括以下步驟：步驟(1)：將待再生的活性炭、鈷系催化劑分散在水中得漿液，隨后在230～280℃、28～64atm下水熱反應；所述的鈷系催化劑為鈷的單質(zhì)和/或氧化物；步驟(2)：用酸液稀釋步驟(1)的水熱反應液，隨后經(jīng)超聲、固液分離、干燥處理得再生活性炭。本發(fā)明通過過熱水在鈷金屬單質(zhì)或鈷的化合物的催化作用下與廢活性炭中吸附的有機物快速反應，大分子分解為小分子有機物、甚至分解為CO2和水，通過超聲清洗活性炭孔隙中殘余物達到再生目的。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于飽和吸附有機物活性炭的再生領(lǐng)域，具體涉及一種采用鈷系化合物作為催化劑通過水熱反應對活性炭進行再生的方法。
背景技術(shù)
活性炭再生是指在不破壞活性炭原有結(jié)構(gòu)的前提下，用物理或化學方法去除吸附于活性炭微孔的吸附質(zhì)，恢復其吸附性能的過程。目前活性炭再生方法主要有超聲波再生法、電化學再生法、超臨流體再生法、溶劑再生法、氧化再生法、熱再生法、生物再生法等。通常，現(xiàn)存的活性炭再生方法存在以下不足：①活性炭損失較大；②再生后吸附能力會有明顯下降；③再生時產(chǎn)生的尾氣會造成二次污染；④再生條件苛刻，可實施性難度較大，成本費用較高，經(jīng)濟效益低。
公開號為CN102989435 A的中國專利文獻公布了一種活性炭再生的方法，其特征在于主要包括往失活活性炭中添加酸混合均勻，將活性炭置于真空加熱裝置中加熱再生；
公開號為CN105582904 A的中國專利文獻公布了一種活性炭的再生方法，其特征在于主要包括由堿性物質(zhì)、有機溶劑和水組成的再生溶劑與廢活性炭按照一定體積比進行混合，然后微波對水洗后的預處理活性炭進行活化；
公開號為CN105080521 A的中國專利文獻公布了一種活性炭的再生方法，主要通過脫附液(有機溶劑和水)與活性炭混合打漿得漿料，該漿料經(jīng)后處理得到再生活性炭，脫附液通過銅鹽、銠鹽和鈀鹽的一種或幾種催化劑進行催化處理，達到循環(huán)使用的目的。該方法需預先投加有機溶劑，通過相似相容原理將活性炭中的有機物溶出，隨后再濕式氧化降解溶出的有機物，達到活性炭再生目的；本發(fā)明投加的DMF和DMSO成本高、且容易對環(huán)境造成二次污染；本發(fā)明還指出，未投加所述的有機溶劑的活性炭再生效果很差，損失率高達18％，再生率僅為25％。
目前的活性炭再生技術(shù)主流為高溫再生、溶劑再生，高溫再生則無法避免高能耗問題，溶劑再生極易帶來有機溶劑二次污染等問題。因此急需提供一種既能降低能耗，又需避免有機溶劑二次污染的再生技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有活性炭再生需要投加大量有機溶劑，處理條件苛刻、再生效果差等問題，本發(fā)明提供了一種采用鈷系物質(zhì)作為催化劑通過水熱反應對活性炭進行再生的方法；旨在降低碳損耗、提升再生得到的活性炭的吸附性能。
待再生的活性炭(廢活性炭)的微觀空隙內(nèi)吸附有大量物質(zhì)(例如有機物)，尤其是吸附有大量復雜高分子、大顆粒的高分子有機物的廢活性炭，其孔隙堵塞嚴重，處理難度遠大于均相體系，高溫、高壓雖有助于活性炭有機物的處理，但容易破壞活性炭的結(jié)構(gòu)，碳損耗高；尋求條件溫和、高效的廢活性炭再生方法一直是廢活性炭處理領(lǐng)域的關(guān)鍵。
本發(fā)明人嘗試采用銅鹽、鈀鹽等金屬化合物作為催化劑，對待再生的活性炭進行水熱反應，但碳損耗較高、且再生后的活性炭的吸附性能低。通過進一步的探索發(fā)現(xiàn)，采用鈷系物質(zhì)可有效降低活性炭的損耗以及提升其吸附性能，但仍難于達到理想效果。通過深入研究，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過將水熱反應的溫度和壓力控制在特定的范圍可達到出人意料的再生效果，可適用的廢活性炭的類別廣，尤其是吸附有高分子有機物或大顆粒有機物的廢活性炭的再生；故提供以下技術(shù)方案：
一種鈷系化合物催化再生活性炭的方法，包括以下步驟：
步驟(1)：將待再生的活性炭、鈷系催化劑分散在水中得漿液，隨后在230～280℃、28～64atm下水熱反應；所述的鈷系催化劑為鈷的單質(zhì)和/或氧化物；
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