[發明專利]一種氧化鋁-活性炭復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810682240.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108816190B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 朱玲;王春雨;趙飛;楊玉潔
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;李闖

本發明公開了一種氧化鋁?活性炭復合材料及其制備方法，向所述氫氧化鋁溶膠中加入活性炭粉末，攪拌1小時，再進行離心分離，從而制得反應前驅體凝膠；將反應前驅體凝膠浸泡在乙醇和水混合物中24小時，然后進行烘干，制得反應前驅體干凝膠；在空氣中對反應前驅體干凝膠進行煅燒，升溫速率為5℃/min，直至達到350℃后，改成在氮氣保護下進行煅燒，升溫速率為10℃/min，直至達到800℃后，恒溫煅燒2～3小時，即制得氧化鋁?活性炭復合材料。本發明能夠將活性炭的微孔結構和氧化鋁的介孔結構優勢互補，不僅可以高效吸附大分子有機物，拓寬了去除有機物的種類，而且能夠克服介孔材料水熱穩定性差的缺點。

技術領域

本發明涉及環境工程領域，尤其涉及一種氧化鋁-活性炭復合材料及其制備方法。

背景技術

在環境工程領域中，吸附法被廣泛應用于油氣回收方面。吸附法的優點是運行成本低、凈化效率高、工藝成熟、適用范圍廣。吸附法回收油氣的關鍵是篩選出高效吸附劑，而高效吸附劑通常有如下幾個特點：①比表面積大；②有較好的孔結構特性；③吸附容量大；④脫附效率高；⑤容易合成和再生。

微孔材料具有吸附性能好、水熱穩定性高等優點，因此在吸附領域廣泛應用?；钚蕴渴菢O具代表性的微孔材料，它具有比表面積大、機械強度高、吸附性能好等優點，而且合成原料豐富、合成方法成熟，因此被廣泛用作吸附領域的高效吸附劑。但活性炭的微孔結構單一、孔徑小、孔道易堵，這限制了活性炭對大體積分子的吸附性能。為了提高對大體積分子的吸附效果，人們研發出了介孔材料。介孔材料孔徑均一，孔道高度有序且孔徑可調，但介孔材料具有無定形的孔壁結構，水熱穩定性差，而且其表面含有大量的硅羥基，親水性強，因此這限制了介孔材料對水蒸氣含量較多的油氣的吸附。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種氧化鋁-活性炭復合材料及其制備方法，能夠將微孔材料的優點與介孔材料的優點有機結合，使活性炭的微孔結構和氧化鋁的介孔結構優勢互補，提升復合材料的整體物化性能，不僅可以高效吸附大分子有機物，拓寬了去除有機物的種類，而且能夠克服介孔材料水熱穩定性差的缺點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種氧化鋁-活性炭復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟A、向硝酸鋁水溶液中加入聚乙二醇，并攪拌至聚乙二醇完全溶解，然后加入氨水調整溶液的pH值為9，從而得到氫氧化鋁溶膠；

步驟B、按照所述氫氧化鋁溶膠與活性炭粉末的質量比為1:2的比例，向所述氫氧化鋁溶膠中加入活性炭粉末，攪拌1小時，再進行離心分離，從而制得反應前驅體凝膠；

步驟C、將所述反應前驅體凝膠浸泡在乙醇和水混合物中24小時，然后去掉上清液，并進行烘干，從而制得反應前驅體干凝膠；

步驟D、在空氣中對所述反應前驅體干凝膠進行煅燒，升溫速率為5℃/min，直至達到350℃后，改成在氮氣保護下進行煅燒，升溫速率為10℃/min，直至達到800℃后，恒溫煅燒2～3小時，然后在氮氣保護下冷卻，從而制得氧化鋁-活性炭復合材料。

優選地，硝酸鋁與聚乙二醇的質量比為1:1。

優選地，所述乙醇和水混合物中，乙醇與水的體積比為1:1。

優選地，所述的聚乙二醇為PEG-2000。

一種氧化鋁-活性炭復合材料，采用上述氧化鋁-活性炭復合材料的制備方法制備而成。