[發明專利]氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201911299680.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110935428A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 崔彥斌;張杰;許光文;劉嬌;武榮成;岳君容;張建嶺
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/20;C01B32/36;C01B32/366
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

一種氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭、其制備方法及應用，該制備方法包括在氧化劑和造孔劑的混合溶液中加入飽和活性炭反應后過濾，將過濾后得到固體熱解后即得再生活性炭。本發明以廉價的氧化劑和造孔劑溶液作為再生藥劑，與單獨的再生方法對比，化學氧化和熱解再生法相結合協同下可再生得吸附性能好，比表面積高的活性炭；本發明的方法操作簡單，可反復利用，對環境污染小，可應用于需要用活性炭凈水、脫色、廢氣處理的工業企業進行活性炭再生。

技術領域

本發明屬于飽和活性炭再生技術領域，具體涉及一種氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭、其制備方法及應用。

背景技術

活性炭因其具孔隙結構發達、低毒性、比表面積大，且穩定性好，被認為是一種高效的吸附材料。在環保、醫藥、化工、黃金提煉、納米材料、高效催化劑等領域有著廣泛的應用。然而，但經吸附后的廢活性炭使用成本較高，若將達到吸附飽和的活性炭不經處理而廢棄掉，不僅極大限制了活性炭的應用范圍，而且還會造成資源浪費及二次污染等問題。因此，開發吸附飽和活性炭的再生技術具有重要的環境效益和經濟效益。

活性炭的再生就是用物理、化學或生物方法在不破壞其原有結構的前提下，去除吸附于活性炭微孔的物質，恢復其吸附性能，達到重復使用的目的。日前，活性炭再生方法有：熱再生法、濕式氧化再生法、生物再生法，超臨界流體再生法、光催化再生法、超聲再生法、微波輻射再生法、超臨界CO₂萃取再生法，電化學再生法等。其中熱再生法因具有效率高、加熱均勻、再生徹底、操作簡單等優勢成為應用最廣泛的再生方法，但是也存在缺陷，如熱解階段殘留在活性炭微孔中的炭會影響在最終再生活性炭的孔結構以及活性炭吸附性能在再生后會大大下降。

過硫酸鹽是一種強氧化藥劑通常以過硫酸鈉或過硫酸鉀的形式出現，具有光譜的有機物氧化特性，硫酸鹽的自由基氧化具有更快、更強的氧化特性。

過碳酸鈉是一種由碳酸鈉和過氧化氫靠氫鍵形成的復合物，無臭，無毒，無污染，溶于水后釋放的活性氧具有很強的氧化性。

碳酸鉀兼具有物理活化和化學活化雙重活化效應，高溫下鉀蒸汽會擴散入不同的碳層形成新的孔結構，且碳酸鉀分解產生的CO₂有這進一步的活化作用，使得碳酸鉀制備的活性炭具有比表面積大、孔隙發達、吸附性能優良等特點。

草酸鉀在活化過程中分解生成碳酸鉀同時產生CO氣體，可對CO₂起到一定稀釋作用，有利于刻蝕的均勻性，有利于減少碳的損失。

由于單一再生方法都存在一定的弱點，因此，很有必要在現有技術的基礎之上，結合不同再生方法的優點進行創新設計，研發一種活性炭再生速度快，環保，再生后活性炭質量高的處理方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的之一在于提出一種氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭、其制備方法及應用，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供了一種氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭的制備方法，包括：

在氧化劑和造孔劑的混合溶液中加入飽和活性炭反應后過濾，將過濾后得到固體熱解后即得再生活性炭。

作為本發明的另一個方面，還提供了一種再生活性炭，采用如上所述的制備方法得到。

作為本發明的又一個方面，還提供了一種如上所述的再生活性炭在吸附領域的應用。

基于上述技術方案可知，本發明的氧化劑和造孔劑聯用再生活性炭、其制備方法及應用相對于現有技術至少具有以下優勢之一：

1、本發明以廉價的氧化劑(過硫酸鈉和過碳酸鈉)和造孔劑(碳酸鉀和草酸鉀)溶液作為再生藥劑，與單獨的再生方法對比，化學氧化和熱解再生法相結合協同下可再生得吸附性能好，比表面積高的活性炭；