[發明專利]一種半焦活性炭吸附劑及其KOH堿熔融法制備方法和在去除水中四環素中的應用

在審

• 申請號: 202010048329.0
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111167407A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王家宏;梁林青;雷思莉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供一種半焦活性炭吸附劑及其KOH堿熔融法制備方法和在去除水中四環素中的應用，包括如下步驟：1)取原料半焦用水洗滌，烘干；2)取KOH與步驟1)預處理后的半焦，混合均勻，在惰性氣體保護下進行高溫碳化，待碳化完成后，將所得半焦活性炭用水反復沖洗至中性，干燥，得到半焦活性炭吸附劑。半焦活性炭吸附劑對水環境中四環素的吸附效果顯著，能較好的代替活性炭，降低環保成本，具有良好的經濟和環境效應。

技術領域

本發明屬于水中四環素的凈化技術領域，涉及一種半焦活性炭吸附劑及其KOH堿熔融法制備方法和在去除水中四環素中的應用。

背景技術

抗生素是一類用于促進動物生長繁殖、治療和預防疾病的抗菌性藥物。我國是抗生素使用大國，但人和動物不能消化這巨大的使用量，60％-90％的抗生素會以自身原化合物的形式隨著糞便和尿液排泄出體外，最終進入環境中造成污染。其中四環素屬于多環并四苯縮基酰胺母核的衍生物，在水溶液及干燥條件下極為穩定，但由于其自身的難降解性，從而使其在環境中停留而蓄積，導致被四環素污染的水體難以得到較好的處理，四環素的含量在環境中日益劇增，這不僅危害人類的健康，還危害著生態環境。

目前，四環素主要的去除技術方法包括生物處理法、高級氧化法、膜分離法和吸附法等。吸附法是一種易操作、去除效果好、無二次污染物產生、固體吸附劑易分離和再生的方法，而四環素是平面大分子結構，能與吸附劑碳骨架中的苯環發生絡合反應使吸附量增大，因此吸附法在處理四環素廢水上有廣泛的應用前景。目前，最常用的吸附劑是活性炭顆粒，雖然處理效果好，但由于成本過高、再生性能差等缺點，各企業難以承受巨額的環保成本，使它在廢水處理領域不再占有優勢。因此，開發更經濟更高效的新型吸附劑具有廣闊的應用前景。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種半焦活性炭吸附劑及其KOH堿熔融法制備方法和在去除水中四環素中的應用，用作吸附劑去除水體中的四環素，去除效果顯著，能較好的代替活性炭，降低環保成本。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種利用KOH堿熔融法制備半焦活性炭吸附劑的方法，包括如下步驟：

1)取原料半焦用水洗滌，烘干；

2)取KOH與步驟1)預處理后的半焦，混合均勻，在惰性氣體保護下進行高溫碳化，待碳化完成后，將所得半焦活性炭用水反復沖洗至中性，干燥，得到半焦活性炭吸附劑。

優選的，步驟2)中，KOH與步驟1)預處理后的半焦的質量比為(1-3):1。

優選的，步驟2)中，碳化溫度700-900℃，碳化時間為1-3h。

優選的，步驟2)中，惰性氣體為N₂。

采用所述的制備方法得到的半焦活性炭吸附劑。

所述的半焦活性炭吸附劑在去除水中四環素中的應用。

優選的，在水體中加入半焦活性炭吸附劑，在pH為3.0～11.0的條件下吸附水體中的四環素，吸附時間為5min～8h。

進一步的，pH為3.0～7.0。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

半焦是低階煤在隔絕空氣、低溫(500-700℃)條件下，干餾所得到的熱解產物，這種物質同煤炭一樣，也是由多種組分組成的混合物，其內部具有發達的微孔結構和比表面積，含有較多表面含氧官能團，自身的含碳量還很高，半焦活性炭主要應用于煙氣的脫硫脫硝方面。本發明利用半焦作為原料，采用KOH堿熔融法制備半焦活性炭，通過活化改性增大了其比表面積和總孔體積，提高了水溶液中四環素的去除率。制備的半焦活性炭吸附劑能夠在水體中快速吸附四環素，操作簡單，去除效果顯著，吸附劑可再生、循環利用，能較好的代替活性炭，降低環保成本，具有良好的經濟和環境效益。