[發明專利]一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010119364.7
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111320159A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 許潔
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C01B32/348;C01B32/318;B01J20/20;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/22;C02F101/20
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發明公開了一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數的原料：80?100份炭材料前驅體，1?5份軟模板劑，1?5份硬模板劑，0.1?1份表面活性劑及100?150份溶劑，本發明在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。本發明還提供了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先將炭材料前驅體進行表面修飾，降低其表面應力，更利于與軟模板劑和硬模板劑的表面附著，制得的孔徑更加規則有序。

技術領域

本發明涉及水處理材料領域，具體涉及一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟的日益發達，環境的污染也日益嚴重，其中，水污染需要對其進行污水處理，污水處理是指為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，并對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。

污水處理的方法有很多，其中的物理吸附法較為經濟方便，而物理吸附法中的吸附材料，水處理效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

本發明的技術解決方案如下：

一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數的原料：80-100份炭材料前驅體，1-5份軟模板劑，1-5份硬模板劑，0.1-1份表面活性劑以及100-150份溶劑。

優選的，所述的軟模板劑為兩親性聚合物；

所述的硬模板劑為二氧化硅或氧化鋁。

優選的，所述的炭材料前驅體為蔗糖、糠醇和酚醛樹脂的一種或多種混合物。

優選的，所述的表面活性劑為季銨化合物。

本發明還公開了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，包含以下步驟：

步驟一：將表面活性劑與溶劑混合均勻，制得表面活性劑溶液，將炭材料前驅體浸漬在表面活性劑溶液中，得改性炭材料前驅體；

步驟二：將改性炭材料前驅體與硬模板劑先進行第一次混合反應，然后繼續加入軟模板劑進行第二次混合反應，反應完成后過濾制得炭材料預制體；

步驟三：將炭材料預制體進行煅燒，煅燒后洗滌制得多孔炭材料。

優選的，所述的步驟一中，浸漬時間為20-40min。

優選的，所述的步驟二中，第一次混合反應在60-100℃下進行，反應時間為2-4h，第二次混合反應在150-180℃下進行，反應時間為2-4h。

優選的，所述的步驟三中，煅燒溫度為600-900℃，煅燒時間為1-2h。

優選的，在步驟三中還包括有附加步驟，附加步驟具體是在煅燒之前將炭材料預制體加入氫氧化鉀溶液中活化1-3h，然后將溶液蒸干，蒸干后取出炭材料預制體。

優選的，氫氧化鉀溶液的濃度為1-5g/L。

本發明的有益效果是：

(1)本發明提供的一種污水處理用多孔炭材料，采用軟模板劑和硬模板劑，其中軟模板劑與與炭材料前軀體在有機相或水相中通過氫鍵等作用進行有機-有機自組裝得到復合納米膠束，然后固化前軀體形成三維交聯的剛性結構，最后炭化可得到有序的介孔炭材料，也就是說軟模板法是依靠分子間或分子內的弱相互作用來維系模板，從而形成不同空間結構特征的聚集體，但是軟模板制得的孔道容易變形坍塌；因此，在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，可以有效防止孔道的坍塌，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。