[發明專利]一種高錳酸鹽再生炭材料的方法

在審

• 申請號: 201810253904.3
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108452786A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 趙純;廖珍珠;王旭旭;苗志全;楊祖政;金凡;余聃;朱云華;鄭懷禮
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/20;C02F1/28
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明公開了一種高錳酸鹽再生炭材料的方法，包括：將高錳酸鹽溶液、還原性溶液和待再生的炭材料混合，攪拌再生，干燥后，經固液分離，即得到再生炭材料。本發明利用廉價的高錳酸鹽和還原劑在室溫下產生的Mn(Ⅲ)再生炭材料，此方法對吸附飽和的炭材料再生效果明顯，與現有的再生方法相比，再生條件溫和，工藝簡單，易于操作，再生時間短，耗費的化學試劑少，成本低，分解活性炭微孔吸附的污染物極為徹底，再生產物為無毒無害物質，易于固液分離，具有高效、經濟、節能和環保的優點。

技術領域

本發明屬于資源再生領域，具體涉及一種高錳酸鹽再生炭材料的方法。

背景技術

炭材料是一個廣義概念，包括了很多種材料，常見的有活性炭纖維、粉末活性炭、顆粒活性炭以及新型低維碳材料等。大多數的炭材料具有孔隙結構發達、比表面積大的特點，是無毒無味的綠色吸附和催化材料，在深度水處理領域被廣泛使用。近年來隨著國家對環境的重視，水質要求越來越高，水處理的難度越來越大，利用炭材料的深度水處理逐漸變成常規工藝，大大增加了炭材料的使用量。但是由于大多數炭材料的價格較高且用量大，如果吸附飽和后直接丟棄，不僅對環境造成污染，造成資源浪費，還增加了水處理的成本。由此可見對炭材料進行再生勢在必行。炭材料再生是指在不破壞材料自身的條件下，用物理、化學或生物方法將吸附質從炭材料上脫附，使材料恢復一定的理化特性。

目前，對炭材料進行再生的技術有熱再生法、溶劑再生法、生物再生法、電化學再生法、臭氧再生法、濕式氧化再生法等。其中熱再生方法應用最為廣泛，但是再生效率較低且對材料自身損傷較大。CN107376883A公開了一種TiO₂光催化活性炭再生方法，再生效率高達89％，但能量消耗多，過程較為復雜；CN106944024A公開了一種將吸附飽和的活性炭再生的方法，其特征在于將含水量為30-60％的炭材料進行干燥，然后加熱炭化，再通入水蒸氣，將炭化物活化，此方法成本低、再生率高但是對待再生炭材料要求高，含水量過高過低都不適于此種方法；CN106512974A公開了一種活性炭的再生方法，其特征在于將低溫和堿性條件下的預處理和活化再生反應相結合，降低了傳統再生方法的溫度和時間，但是過程較復雜，操作不便；CN106390962A公開了磁性多壁碳納米管微波萃取再生方法，其特征在于向吸附飽和的碳納米管中加入甲醇和乙酸溶劑，再置入微波萃取儀中進行再生，但微波萃取儀價格較貴，增加了再生成本。

綜上所述，目前的炭材料再生技術存在操作復雜、耗能過大和再生成本過高等問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種高錳酸鹽再生炭材料的方法，解決現有炭材料再生方法操作復雜、處理成本高、能耗大的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高錳酸鹽再生炭材料的方法，具體為將高錳酸鹽溶液、還原性溶液和待再生的炭材料混合，攪拌再生，干燥后，經固液分離，即得到再生炭材料。

高錳酸鹽是一種具有強氧化性的物質，在酸性、中性或堿性條件下與還原性物質反應生成中間價態的錳離子(三價錳離子、五價錳離子、六價錳離子)，或與二價錳離子在配位體條件下生成三價錳離子，能有效去除炭材料上吸附的污染物，使吸附飽和的炭材料得以再生。上述過程中發生反應的反應式如下(以亞硫酸鈉與高錳酸鹽反應生成三價錳離子為例)：

2HSO₃^-+MnO₄^-→Mn(Ⅲ)+2OH^-+2SO₄^2- (1)

2SO₃^2-+MnO₄^-+2H₂O→Mn(Ⅲ)+4OH^-+2SO₄^2-(pH≥7.2) (2)