[發明專利]具有除氟活性的炭材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810943023.4
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108793160B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 孟磊;黃正耀
• 申請（專利權）人: 廣東璞睿泰科環保科技有限公司
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/36
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

本發明公開了一種具有除氟活性的炭材料的制備方法，包括以下步驟：S1、活化：將多孔炭材料與活化劑混合，并置于活化爐活化0.5～2h，活化溫度750～800℃，洗滌干燥；S2、微乳液配制：將除氟劑、表面活性劑、助表面活性劑和水混合，所述除氟劑、表面活性劑、助表面活性劑和水的摩爾比為1：(1～10)：(1～10)：(3～9)，攪拌0.5～2h，滴加1～10ml環己烷，震蕩后靜置12～24h；S3、將步驟S1活化后的多孔炭材料和步驟S2的微乳液混合浸漬，攪拌均勻后干燥。通過活化劑對多孔炭材料進行表面活化，再通過微乳液與活化后的多孔炭材料浸漬，使微乳液進入多孔炭材料的孔結構，多孔炭材料為微乳液提供較大的附著面積，提高除氟劑的吸收容量。

技術領域

本發明涉及吸附材料術領域，特別是涉及具有除氟活性的炭材料的制備方法。

背景技術

氟是人體所必須的元素，同時是構成人體骨骼及毛發的元素之一。人體所需的氟主要是通過飲用水和食物攝取，微量的氟攝入對人體是有易的，有助于骨骼和牙齒的發育，神經系統的傳導及酶系統的代謝。但過量的氟攝入會對身體產生不利影響，當攝入氟的質量濃度1mg/L時，會引起齲齒病的發生；當質量濃度超過4mg/L時，則會導致氟骨病。

我國當前有超過千萬名居民仍然處于氟的危害之中，一方面是由于某些區域的自然條件造成，另一方面是工業廢水中氟排放量較大造成。為了保證人體正常的含氟量，許多國家對飲用水含氟量做出了嚴格控制，我國生活飲用水中氟化物含量不得超過1mg/L。因此開發新的高效除氟劑是十分必要的。

目前世界各國常用的除氟方法有：化學沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、離子交換法等。考慮到成本與經濟效益，又以吸附法的使用最為廣泛，但目前現有吸附劑存在諸多問題。

多孔炭材料具有豐富的孔隙結構和極好的吸附性能，被廣泛的應用到吸附、催化等領域，但其對氟的選擇性較差，除氟效果不理想。除氟活性組分對氟的選擇性好，但其存在吸附容量低、穩定性差等問題。綜上，亟需制備一種對廢水中氟離子吸附高效的炭材料。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種具有除氟活性的炭材料的制備方法。

為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種具有除氟活性的炭材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、活化：將多孔炭材料與活化劑混合，并置于活化爐活化0.5～2h，活化溫度750～800℃，洗滌干燥；

S2、微乳液配制：將除氟劑、表面活性劑、助表面活性劑和水混合，所述除氟劑、表面活性劑、助表面活性劑和水的摩爾比為1：(1～10)：(1～10)：(3～9)，攪拌0.5～2h，滴加1～10ml環己烷，震蕩后靜置12～24h；

S3、將步驟S1活化后的多孔炭材料和步驟S2的微乳液混合浸漬，攪拌均勻后干燥。

通過活化劑對多孔炭材料進行表面活化，再通過微乳液與活化后的多孔炭材料浸漬，使微乳液進入多孔炭材料的孔結構，多孔炭材料為微乳液提供較大的附著面積，提高除氟劑的吸收容量。

優選的，所述除氟劑為硝酸鑭和硝酸鈰中的至少一種。

硝酸鑭和硝酸鈰對氟離子有較強的吸附作用的同時，易溶于水，經表面活性劑和助表面活性劑的作用下，容易分散進入多孔炭材料的微孔結構中。

優選的，所述多孔炭材料為膨脹石墨、活性炭和碳分子篩中的一種。

優選的，所述多孔炭材料為活性炭。

活性炭相對于膨脹石墨和碳分子篩具有更豐富的孔結構，膨脹石墨和碳分子篩的孔結構尺寸較規則，豐富的孔結構是活性炭有更大的比表面積，提供多樣的除氟劑附著空間，對氟離子的吸附效果更強。

優選的，所述活化劑為氫氧化鉀和碳酸鉀中的至少一種。