[發明專利]一種鉻離子吸附活性炭的制備方法

有效

• 申請號: 202010412231.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111392724B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 董翠華;張亞利;李妍;龐志強;吉海瑞
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C01B32/318
• 分類號: C01B32/318;C02F1/28
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明涉及活性炭制備技術領域，特別公開了一種鉻離子吸附活性炭的制備方法。該制備方法以楊木為原料，其特征為：將原料粉碎制成楊木木粉；將氯化膽堿和對甲基苯磺酸均勻混合，加熱攪拌至完全溶解，形成在室溫下呈無色透明狀態的液體；將透明液體與楊木木粉均勻混合并攪拌加熱，反應結束后用去離子水洗滌，再經干燥得到活性炭產品。本發明避免了傳統活性炭制備方法中高能源消耗和環境嚴重污染的問題，制備過程無污染，生產成本低，步驟簡單，制備過程中使用的試劑同樣無污染、易回收，適于工業化生產。

（一）技術領域

本發明涉及活性炭制備技術領域，特別涉及一種鉻離子吸附活性炭的制備方法。

（二）背景技術

工業廢水中含有的重金屬離子鉻，排入水體后會對魚類等生物造成健康威脅。面對環境問題的日益嚴重，研究出高效去除工業廢水中重金屬鉻離子的方法極為重要。吸附法是污水處理常用的方法，其成本較低、工藝簡單。而活性炭作為一種優良的吸附材料，對水體中重金屬離子的吸附效果顯著，已被廣泛應用在污水處理、吸附分離、空氣凈化等方面。

活性炭是具有類石墨微晶結構一種碳材料，形貌多為黑色粉末狀或顆粒狀。傳統制備活性炭的方法有熱解法和氫解法，但是普遍存在能源消耗量大，制備成本高，嚴重污染環境等問題。目前制備活性炭的原料主要為煤質和石油瀝青等，這類材料屬于不可再生資源，會對環境造成極大的污染。因此，開發低成本、可再生、高吸附性的新型吸附劑引起科研人員廣泛的關注。

目前，針對制備活性炭的高能源消耗和嚴重污染環境的問題，本發明提出以植物資源作為原料，開發了一種高效鉻離子吸附活性炭的制備方法。

（三）發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種綠色環保、節能高效、適于工業化生產的鉻離子吸附活性炭的制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種鉻離子吸附活性炭的制備方法，以楊木為原料，包括如下步驟：

（1）將原料粉碎制成楊木木粉；

（2）將氯化膽堿和對甲基苯磺酸均勻混合，加熱攪拌至完全溶解，形成在室溫下呈無色透明狀態的液體；

（3）將透明液體與楊木木粉均勻混合并攪拌加熱，反應結束后用去離子水洗滌，再經干燥得到活性炭產品。

本發明發現用氯化膽堿/對甲基苯磺酸形成的透明溶液制備的活性炭對鉻離子有很強的吸附能力，在常溫下也具有良好的吸附性能。本發明條件下制備的活性炭避免了傳統熱解法高能源消耗，低溫條件使多數含氧官能團被保留，增大了含氧官能團和金屬離子結合的數目，實現了對金屬離子的高效吸附。

本發明的更優技術方案為：

步驟（1）中，楊木木粉粉碎后目數為20-60目。

步驟（2）中，氯化膽堿和對甲基苯磺酸按照1:1-1.5的摩爾比均勻混合，加熱溫度為50-90℃，加熱時間為30-60min，攪拌速度為400-600rpm。

步驟（3）中，楊木木粉與透明液體的固液質量比為1：10-1:15，加熱溫度為90-120℃，加熱時間為90-120min，攪拌速度為400-800rpm。

優選的，去離子水洗滌將透明液體清洗干凈。

優選的，干燥為真空干燥，干燥溫度為60-90℃，干燥時間為24-36h。

氯化膽堿的結構式如下：

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對甲基苯磺酸的結構式如下：

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