[發明專利]一種表面富含酚羥基的改性活性炭的制備方法

在審

• 申請號: 201810151918.4
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN108273474A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 李濤;黃彪;江茂生;榮成;林冠峰;林星;盧麒麟;蔡振漢
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種表面富含酚羥基的改性活性炭的制備方法，具體步驟如下：取一定量的木質活性炭粉置于聚四氟乙烯罐中，加入氫氧化鈉溶液，活性炭與氫氧化鈉溶液的比1:8?10 g/mL。然后將聚四氟乙烯罐放入不銹鋼高壓釜中，溫度升至170?190?C，反應6?8h后，取出樣品用去離子水洗滌至中性，得到表面富含酚羥基的改性活性炭。本發明通過一步水熱反應，將木質活性炭與一定濃度氫氧化鈉溶液混合，在高溫水熱條件下改性活性炭，制得的改性活性炭的表面富含酚羥基，酚羥基的數量相比未改性的活性炭增加了7.8~9.1倍，從而使得活性炭表面親水性增強，提升了活性炭吸附極性氣體和堿性物質的能力。

技術領域

本發明屬于林產化工領域，具體涉及一種表面富含酚羥基的改性活性炭的制備方法。

背景技術

活性炭是應用極為廣泛的吸附凈化材料，它廣泛用于工農業和環境保護領域中。然而如何提高活性炭的吸附效能一直是研究的熱點。活性炭的吸附性能主要由其物理和化學吸附作用實現，對于成品活性炭，其表面化學結構的改變對物質吸附會產生很大的影響。所以，改變成品活性炭吸附能力的有效方法是改變活性炭表面官能團來提升化學吸附能力。本發明主要以提升活性炭表面主要以酚羥基為主的酸性官能團含量。表面酸性官能團含量的增加可以使活性炭表面親水性增強,提升了活性炭吸附極性氣體的能力；另一方面表面酸性官能團含量的增加使活性炭表面總酸度增加，從而增強了活性炭吸附堿性物質的能力。目前,增加活性炭的表面酸性基團主要通過氧化提高其表面親水性,如使用硝酸、雙氧水等強氧化劑浸漬處理活性炭。本發明采用強堿，即一定濃度的氫氧化鈉為試劑，采用水熱法改性成品木質活性炭可以大幅提升活性炭表面的酸性官能團酚羥基的數量。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術不足，提供一種表面富含酚羥基的改性活性炭的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明通過一步水熱反應，提供一種表面富含酚羥基的改性活性炭的制備方法，即把木質活性炭與一定濃度氫氧化鈉溶液混合，在高溫水熱條件下改性活性炭，再經過洗滌和干燥得到表面富含酚羥基的改性活性炭，具體步驟如下：

（1）將木質活性炭過200目篩，用去離子水洗滌3-5次至洗滌液澄清無色，在105 ~110℃干燥12 h備用；

（2）取一定量步驟（1）所得的活性炭粉置于一定容積聚四氟乙烯罐中，加入氫氧化鈉溶液，所述活性炭粉與氫氧化鈉溶液的質量體積比為1:8-10 g/mL，其中氫氧化鈉溶液的濃度為2.5-3.5 mol/L；

（3）然后將步驟（2）的聚四氟乙烯罐放入不銹鋼高壓釜中，溫度升至160-190 ?C，水熱反應6-8 h 后，取出樣品用去離子水反復洗滌至中性，真空干燥后得到表面富含酚羥基的改性活性炭。

本發明的有益效果在于：本發明通過一步水熱反應，將木質活性炭與一定濃度氫氧化鈉溶液混合，在高溫水熱條件下改性活性炭，制得的改性活性炭的表面富含酚羥基，酚羥基的數量相比未改性的活性炭增加了7.8~9.1倍，從而使得活性炭表面親水性增強，提升了活性炭吸附極性氣體和堿性物質的能力。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明做進一步說明，但本發明不僅僅限于這些實施例。

實施例1

將木質活性炭過200目篩，用去離子水洗滌3次至洗滌液澄清無色，在105 ℃ 干燥12 h備用。取1.0 g的上述活性炭粉置于20 mL聚四氟乙烯罐中，加入2.5 mol/L氫氧化鈉溶液8mL。然后將聚四氟乙烯罐放入不銹鋼高壓釜中，由室溫升至170 ?C保溫6 h，然后緩慢降至室溫，取出樣品用去離子水反復洗滌至中性，真空干燥得到表面富含酚羥基的改性活性炭。改性活性炭相比未改性活性炭的酚羥基數量由0.047 mmol/g增加到0.41mmol/g，增加了8.7倍。

實施例2