[發明專利]一種活化漢麻碳吸附劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010810126.0
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111939872B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張聲森;楊莞榕;楊卓鴻;周武藝;方岳平
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 許春蘭;熊雯

本發明涉及吸附材料技術領域，特別是一種活化漢麻碳吸附劑的制備方法，包括如下步驟：將漢麻桿粉末與活化劑混合，研磨均勻得到混合粉；將混合粉末在惰性氣體保護下升溫至700～800℃焙燒，降溫后將所得黑色蓬松產物經研磨成細粉末；將細粉末加入鹽酸中，酸洗2?4小時，過濾得濾渣，將濾渣水洗5?10次后烘干，即得。本發明還提供了一種由上述制備方法得到的活化漢麻碳吸附劑及其在處理抗生素廢水中的應用。本發明的活化漢麻碳吸附劑去除抗生素特別是四環素具有吸附平衡時間短，去除率高的特點，吸附在0.5h內達到平衡，對較高濃度的四環素去除率可達到100％。

技術領域

本發明涉及吸附材料技術領域，特別是一種活化漢麻碳吸附劑的制備方法及應用。

背景技術

水污染處理方法中，由于吸附法具有原料來源廣泛、操作簡單、處理高效等優點而廣泛使用。其中，利用生物基質作為原料制備吸附劑，不僅能降低成本、簡化制備過程，而且基于生物炭本身特有的孔隙度大，表面官能團豐富等特質，還能大幅提高吸附能力，在實際運用中具備優勢。

但目前生物基質制備成吸附劑時，碳化和活化步驟大多是分開的，活化方法也較為繁瑣，所以亟需一種易制備，高性能的生物碳吸附劑。

現有技術中，專利CN104692379A公開了一種漢麻稈活性炭的制備方法，用于凈水器濾芯上的應用，但該方法的活化和炭化過程是分開的，且炭化過程較為復雜。

專利CN110203929A公開了一種通過酸腐蝕和炭化相結合來制備漢麻活性碳的方法，同樣該方法過程較為繁瑣，該材料應用于污染物的吸附，但對四環素的吸附能力不佳。

所以探究一種集碳化和活化為一體的簡便制備方法，使制備的生物碳具有優越的去除四環素的性能，在擴展材料應用方面具有實際的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種活化漢麻碳吸附劑的制備方法及應用，以解決上述問題中的一種或幾種。

根據本發明的一個方面，提供了一種活化漢麻碳吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

將漢麻稈粉末與活化劑混合，研磨均勻得到混合粉；

將混合粉末在惰性氣體保護下升溫至700～800℃焙燒，降溫后將所得黑色蓬松產物經研磨成細粉末；

將細粉末加入鹽酸中，酸洗2-4小時，過濾得濾渣，將濾渣水洗5-10次后烘干，即得。

在一些實施方式中，漢麻稈粉末和活化劑的質量比為(1～2)：(1～3)。

在一些實施方式中，活化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的至少一種。

在一些實施方式中，焙燒的具體步驟為：由常溫升溫到700～800℃，保持2-2.5h。

在一些實施方式中，焙燒用的惰性氣體為N₂，氣體流速為50-100mL/min，升溫速率為2-3℃/min。

在一些實施方式中，鹽酸濃度為1-3mol/L，體積為60-120mL。

在一些實施方式中，烘干時將水洗后的濾渣置于60℃-80℃左右的烘箱烘干。

根據本發明的另一個方面，提供了一種通過上述制備方法得到的活化漢麻碳吸附劑。

根據本發明的還一個方面，提供了上述活化漢麻碳吸附劑在處理抗生素廢水中的應用。

特別地，抗生素為四環素。

優選地，含有四環素的水溶液中四環素的濃度為30～50mg/L。

本發明的活化漢麻碳吸附劑在處理抗生素廢水時，將活化漢麻碳吸附劑加入到含有四環素的水溶液中，在不調pH值及黑暗條件下進行攪拌吸附處理即可。