[發明專利]一種氧化石墨烯改性椰殼活性炭的方法

有效

• 申請號: 201710873762.6
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107500292B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 繆金鳳;汪靜莉;黃岳興;王成宇;鮑麗平
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇利精細化工股份有限公司
• 主分類號: C01B32/354
• 分類號: C01B32/354
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 隋玲玲

本發明涉及一種氧化石墨烯改性椰殼活性炭的方法，所述方法包括以下步驟：a、制備氧化石墨烯；b、制備氧化石墨烯/陽離子聚合物復合溶液；c、椰殼活性炭的活化；d、制備氧化石墨烯改性的椰殼活性炭；e、改性椰殼活性炭的活化；f、原料的預汽化；g、氯化反應；h、捕集；所述方法應用于氯化領域。本發明方法大大降低了氯化反應所需的溫度，提高了產品的含量（≥99.6％）。同時，本發明在催化劑的使用量減小了50％的條件下，原料的轉化率≥96.3％，生產的氯化產品的含量≥99.6％，椰殼活性炭的使用壽命達到1400～1450h，大大的提高了催化劑的利用率，降低了生產成本，具有較好的經濟收益。

技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及一種改性椰殼活性炭的應用技術領域；更具體地，涉及一種氧化石墨烯改性椰殼活性炭的方法以及其提高活性炭在氯化反應方面的應用。

技術背景

椰殼活性炭是一種多孔徑的炭化物，有著極其豐富的孔隙構造，具有良好的吸附性能。椰殼活性炭的外觀色澤呈黑色不規則的六邊形。其成份除了主要的炭以外，還包含了少量的氫、氮、氧。椰殼活性炭是選用優質椰子殼為原料，采用物理法精制而成。具有比表面積大、強度高、粒度均勻、孔隙節構發達、吸附性能強等特點。活性炭的活化分為以下三種：物理活化法、化學活化法和物理-化學綜合活化法。物理活化法是向裝有活性炭的爐子中通入氧化性氣體，在高溫下活化而成；化學法活化活性炭的過程中炭化和活化是同時進行的，活化劑通常為KOH、NaOH、ZnCl2、K2CO3和堿金屬氧化物等，從工業角度來看，化學活化法具體不可取代的地位。

石墨烯是一種二維晶體，是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質，碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料，石墨烯的厚度僅為0.37nm。石墨烯具有高達2630m²/g的理論比表面積，將石墨烯分散后具有非常大的儲能活性。瑞典皇家科學院稱，石墨烯將推動新型材料的研發，并引發電子產品的新革命。

本發明采用層層靜電自組裝的技術制備氧化石墨烯/椰殼活性炭復合材料，首先在氧化石墨烯表面自組裝陽離子聚合物，使得氧化石墨烯表面含有大量的正電荷，接著在其表面自組裝堿活化的椰殼活性炭。氧化石墨烯/椰殼活性炭復合材料具有石墨烯和活性炭的雙重功能，并且具有較大的比表面積和孔容。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對目前氯化反應中所需溫度較高、催化劑（活性炭）利用率低的不足，提供一種利用氧化石墨烯改性椰殼活性炭的方法，通過以提高氯化產品的產率、降低氯化反應溫度和提高催化劑（活性炭）的利用率為目的的科學改性措施，為活性炭在氯化領域的應用提供技術支持。

本發明要解決的另一技術問題是提供采用所述改性方法獲得的氧化石墨烯改性椰殼活性炭。

本發明要解決的又一技術問題是提供所述氧化石墨烯改性的椰殼活性炭在氯化領域中的應用。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明涉及一種氧化石墨烯改性椰殼活性炭的方法，所述方法包括以下步驟：

a、制備氧化石墨烯；本發明采用的氧化石墨烯一方面可以根據經典的Hummers法來制備，同時也可以采用市售產品；

b、制備氧化石墨烯/陽離子聚合物復合溶液：取步驟a制備得到的氧化石墨烯均勻分散于溶劑中，然后向氧化石墨烯的分散液中加入陽離子聚合物，室溫下磁力攪拌2～4h，得到氧化石墨烯/陽離子聚合物復合膠體溶液；所述的陽離子聚合物占氧化石墨烯的3～5重量％；所述溶劑為蒸餾水、乙醇、甲醇、甲苯、DMF、四氯化碳中的一種或多種；所制得的陽離子聚合物溶液可以與氧化石墨烯片層結構上的羧酸根負離子發生靜電自組裝作用從而形成復合膠體溶液；