[發明專利]一種提高活性炭吸附有機物性能的方法及其制備得到的產品和用途

有效

• 申請號: 201810798835.4
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108927106B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 常明珠
• 申請（專利權）人: 深圳市環球綠地新材料有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01D53/02;B01J20/30;C01B32/30;C01B32/336
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明提供了一種提高活性炭吸附有機物性能的方法及其制備得到的產品和用途；本發明的球形聚合物在堿性氣氛下，其表面的不穩定的含氧基團的量降低，不僅降低了金屬離子在活性炭表面金屬離子的活性穩點，減少了對金屬離子的吸附能力，增強了對有機物的吸附選擇性。通過所述方法制備得到的活性炭可以實現對有機物的有效吸附；所述活性炭在制備過程中工藝簡單，其在活性炭的制備過程中通過調節碳化溫度、活化溫度以及碳化氣氛，任選地調節活化氣氛即可完成對活性炭的改性處理，無需后續的再次加工，該工藝過程可以節省成本。所述改性處理中還利用球形聚合物自身產生的堿性氣體作為改性劑，實現了能源的合理利用。

技術領域

本發明屬于活性炭制備技術領域，具體涉及一種提高活性炭吸附有機物性能的方法及其制備得到的產品和用途。

背景技術

活性炭的改性是化工領域開發新型吸附劑的重要方式之一。所述改性包括對進行表面官能團的改性，而活性炭的表面官能團主要包括羥基、羧基、酯基、酚羥基、醛基、酮基、醌基、氫醌基等。活性炭表面官能團的產生主要有兩種途徑:一是活性炭制備過程中，不完全炭化而殘留的，這部分往往是不可避免且難以被有效控制的；二是使用改性劑對活性炭進行表面化學改性或是使用物理改性方法對活性炭進行改性。但是，現有活性炭類吸附劑的性能仍需進一步改善，以提高其對特定類型組分的選擇性吸附能力。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的是提供一種提高活性炭吸附有機物性能的方法及其制備得到的產品和用途；所述方法具有工藝過程簡單、反應過程可控、制備成本低、從源頭上實現對活性炭的吸附能力的提高等特點；通過所述方法制備得到的產品對有機物具有較好的吸附能力。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種提高活性炭吸附有機物性能的方法，所述方法包括如下步驟：

1)將球形聚合物進行碳化處理；所述碳化處理是在堿性氣氛下進行；

2)將步驟1)得到的產物進行活化處理；

其中，步驟1)中，所述堿性氣氛可以是球形聚合物在碳化過程中產生的堿性氣體，也可以是額外加入的堿性氣體形成的堿性氣氛。

根據本發明，步驟1)中，所述聚合物可以通過將單體、引發劑混合進行聚合反應制備。作為實例，所述聚合物為共聚物。其中，所述共聚物是指由兩種或更多種的單體發生聚合反應制備的聚合物。

根據本發明，所述共聚物的聚合物母體包括衍生自第一單體的結構單元和衍生自第二單體的結構單元，其中所述第一單體具有2～10個碳原子且含有至少兩個胺基，所述第二單體具有4～15個碳原子且含有至少兩個羧基或至少一個酸酐。示例性地，所述第一單體選自芳香族二元胺、脂肪族二元胺；所述第二單體選自芳香族二元酐、芳香族四元酸(的二元酯)、脂肪族二元酐、脂肪族四元酸(的二元酯)。

根據本發明，所述第一單體選自均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、聯苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、4,4'-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐和二苯甲酮四酸二酐中的至少一種。

根據本發明，所述第二單體選自乙二胺、丙二胺、己二胺、對苯二胺、2,2雙(三氟甲基)二氨基聯苯中的至少一種。

根據本發明，所述聚合物的制備方法包括如下步驟：

a)在第一極性溶劑中，將第一單體、第二單體和封端劑反應得到聚酰胺酸溶液，所述封端劑為含有活性官能團的單酐，所述活性官能團為可發生自由基聚合反應的官能團；

b)使所述聚酰胺酸溶液亞胺化并提純，得到聚酰亞胺預聚體；

c)將所述聚酰亞胺預聚體溶解于第二極性溶劑中，加入自由基引發劑，得到混合膠液，將所述混合膠液進行固化，得到聚合物，即聚酰亞胺。