[發明專利]一種負載有MgO的活性炭及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011630371.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112755961A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 邢貞嬌;汪印;李智偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01J20/32;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種負載有MgO的活性炭及其制備方法和應用。所述負載有MgO的活性炭的制備方法包括以下步驟：(a)將含水率≤1％的活性炭在強氧化劑溶液中浸漬，所得浸漬產物進行固液分離，所得固體產物經洗滌后干燥，得到預氧化活性炭；(b)將預氧化活性炭和鎂鹽溶液混合均勻，再往所得混合物中滴加聚乙二醇溶液，在室溫～50℃下劇烈攪拌反應，之后將所得反應產物固液分離，所得固體產物經干燥后在惰性氣體保護下高溫煅燒，得到負載有MgO的活性炭。采用本發明提供的方法所得負載有MgO的活性炭能夠更快速有效地吸附海水和/或硼工業污水中的硼離子，以獲得硼含量符合標準的淡化水，同時大幅度解決環境問題。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種負載有MgO的活性炭及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人口的不斷增長以及環境的日益惡化，全球超過40億人每年至少一個月會面臨水資源嚴重短缺的問題，受波及人口占全球總人數的三分之二。水資源問題越來越頻繁地進入大眾視野，急需開源節流，海水資源合理的開發和利用，儼然成為擴大水源和解決淡水資源緊缺的重要方向。全世界的海水淡化量正在逐年增加，到2016年累計產能1600000m³/d，呈快速增長趨勢。但全球各海洋中均含硼，濃度范圍基本在4～6mg/L，局部海域會更高。鹽度為35的海水中平均硼濃度值為4.5mg/L，生活污水中硼的濃度可達5.5mg/L。而高濃度硼對植物和人體都有不利影響，硼過量攝入人體后會在體內沉積引起慢性中毒，從而導致惡心、頭痛、腹瀉、腎損傷，甚至循環衰竭而導致死亡；植物硼中毒會使葉子枯黃、脫落、果實腐爛等，最終導致光合作用能力的降低及產量的下降。鑒于硼的危害，WHO規定飲用水中硼的質量濃度不得超過0.3mg/L，除部分強耐硼植物外，舊灌溉水標準仍沿用1mg/L。我國在2007年正式實施的GB 5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對硼的規定為低于0.5mg/L。隨著水處理設備的發展，活性炭作為預處理裝置中的填料已被廣泛使用，且不受時空和氣候影響，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。對裝置處理過程中活性炭除硼研究具有重要的現實意義。

活性炭吸附劑因具有高比表面積、孔隙發達、設備簡單、低溫適應能力強等特點，在處理含硼水中有很大的優勢。但由于其陰離子的電荷影響了活性炭在水溶液中的吸附速率，導致活性炭對硼離子吸附能力有限，且易造成二次污染。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的活性炭對硼離子吸附能力有限且易造成二次污染的缺陷，而提供一種負載有MgO的活性炭及其制備方法和應用，該負載有MgO的活性炭能夠更快速有效地吸附海水和/或硼工業污水中的硼離子，以獲得硼含量符合標準的水體，同時大幅度解決環境污染問題。

為了實現以上目的，本發明提供了一種負載有MgO的活性炭的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(a)將含水率≤1％的活性炭在強氧化劑溶液中浸漬，所得浸漬產物進行固液分離，所得固體產物經洗滌后干燥，得到預氧化活性炭；

(b)將預氧化活性炭和鎂鹽溶液混合均勻，再往所得混合物中滴加聚乙二醇溶液，在室溫～50℃下劇烈攪拌反應，之后將所得反應產物固液分離，所得固體產物經干燥后在惰性氣體保護下高溫煅燒，得到負載有MgO的活性炭。

優選地，步驟(a)中，所述活性炭為椰殼活性炭和/或竹質活性炭。

優選地，步驟(a)中，所述活性炭的粒度為20～60目，比表面積為1100～1500m²/g。

優選地，步驟(a)中，所述強氧化劑溶液為和/或雙氧水溶液。

優選地，步驟(a)中，所述強氧化劑溶液的濃度為0.05～1.0mol/L。

優選地，步驟(a)中，所述浸漬的固液質量比為1:(5～10)。

優選地，步驟(a)中，所述浸漬在超聲震蕩和/或磁力攪拌下進行。