[發(fā)明專利]一種用于尿素吸附的微孔活性炭及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010541181.4 | 申請日： | 2020-06-12 |
| 公開（公告）號： | CN111659347B | 公開（公告）日： | 2022-05-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉自軍;李建中 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京西峰科技有限責(zé)任公司 |
| 主分類號： | B01J20/20 | 分類號： | B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/00;A61M1/16;A61M1/28 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人： | 盛大文 |
| 地址： | 100085*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 尿素 吸附 微孔 活性炭 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及一種用于尿素吸附的微孔活性炭及其制備方法和應(yīng)用，通過堿金屬化合物活化碳料或活性炭制備，所述微孔活性炭的比表面積1500m2/g，微孔比表面積500m2/g，微孔孔容0.4cm3/g，微孔孔徑為0.4～1.5nm。本發(fā)明提供的微孔活性炭對尿素具有高的吸附容量，活化后的活性炭可用于溶液中尿素的吸附及透析液再生系統(tǒng)，極大的簡化移動式或穿戴式透析機的開發(fā)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及尿素吸附材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種用于尿素吸附的微孔活性炭及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
腎功能衰退或喪失時，導(dǎo)致體內(nèi)各種毒素在血液或組織中累積，對身體造成嚴重損害，危及生命。血液透析和腹膜是治療腎功能衰竭、喪失或替代的有效療法。最近的研究表明，與常規(guī)的間歇式透析治療相比較，更高頻次的治療或持續(xù)治療與良好的治療效果具有正相關(guān)性。開發(fā)便攜式或穿戴式的透析機，一方面可以實現(xiàn)持續(xù)治療的目的，提高治療效果，另一方面有利于改善病患的生活質(zhì)量，節(jié)約成本。將透析液再生循環(huán)使用，能極大地減少外加水源，減小透析機的重量和尺寸，是開發(fā)移動式或可穿戴式透析機的一種有效方式。
有效地移除尿素，實現(xiàn)透析液再生循環(huán)是該領(lǐng)域面臨的最大難點。基于脲酶分解尿素開發(fā)出的REDY系統(tǒng)是目前研究最廣泛的技術(shù)，能有效的清除尿素，實現(xiàn)透析液再生。然而，中性的尿素被脲酶分解后，形成的碳酸銨導(dǎo)致透析液的酸堿失衡，同時為清除產(chǎn)生的銨離子，需要采用離子交換樹脂，導(dǎo)致透析液中的離子濃度也出現(xiàn)失衡，需要復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中存在較大的風(fēng)險。
直接吸附尿素，是一種簡單有效的方式，迄今為止，還未開發(fā)出具有實用價值的尿素吸附材料。活性炭是一種廣譜的吸附材料，可以清除透析液中除了尿素外的各種毒素。目前已知的活性炭對尿素的吸附容量低，不能滿足實際使用的需求。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種用于尿素吸附的微孔活性炭及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于尿素吸附的微孔活性炭，通過堿金屬化合物活化碳料或活性炭制備，所述微孔活性炭的比表面積1500m2/g，微孔比表面積500m2/g，微孔孔容0.4cm3/g，微孔孔徑為0.4～1.5nm。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，所述微孔活性炭的比表面積1500～3000m2/g，微孔比表面積500～2000m2/g，微孔孔容為0.4～0.8cm3/g，微孔孔徑為0.4～1.5nm。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，所述堿金屬化合物選自鉀、鈉或鋰的單質(zhì)、無機物及C1-C16的有機物中的一種或多種；優(yōu)選的，所述堿金屬化合物選自鉀、鈉或鋰的碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物、氧化物、氫化物、氯化物、磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽、C1-C16的烷氧基化合物、C1-C16的酚羥基化合物和C1-C16的羧酸鹽中的一種或多種，更優(yōu)選為氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀或碳酸氫鉀。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，所述碳料為焦化碳料，優(yōu)選為60-300目的椰殼碳化料。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述微孔活性炭的制備方法，包括由所述堿金屬化合物和所述碳料在惰性氣氛條件下，于750～1000℃，進行活化1～4h的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，所述堿金屬化合物與所述碳料的質(zhì)量比為1:1～6:1，優(yōu)選為1.5:1～3:1。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，反應(yīng)溫度為800～900℃。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式，所述微孔活性炭制備還包括水洗、酸洗及干燥的后處理步驟。
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