[發明專利]一種糖液制備磁性活性炭的方法

在審

• 申請號: 202110005809.3
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112758923A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張顯龍;馮德鑫;咸漠
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C01B32/318
• 分類號: C01B32/318
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發明公開了一種糖液制備磁性活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域。本發明針對現有磁性復合材料存在磁性顆粒分布不均勻、穩定性差、磁性顆粒易流失、適用范圍窄等缺點。本發明，將糖液、鐵源與聚丙烯酸鈉混合攪拌均勻后，放入高溫反應釜中水熱反應生成水熱前驅體，然后在惰性氣體保護下熱解生成磁性活性炭。本發明具有原料利用率高、活性炭比表面積大、操作簡單、成本低等優點，且合成的磁性活性炭對污染物具有較強吸附能力，可磁性回收。

技術領域

本發明涉及一種糖液制備磁性活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域。

背景技術

近年來，水污染已經成為全世界范圍內最嚴重的環境問題之一，必須加以控制和緩解。活性炭是目前水處理中應用最廣泛、效率最高的吸附劑，用于去除水中的重金屬離子和有機毒性物種。主要是因為活性炭具有超大的比表面積、發達的孔道結構以及豐富的表面官能團，可以通過范德華力、氫鍵、π-π作用與有機物和金屬離子結合，吸附去除水中的污染物。但是，當粉狀活性炭用于水中污染物吸附時，由于活性炭顆粒尺寸極小，可能需要高性能的離心機將固相與水相分離，存在分離困難、容易造成二次污染以及資源浪費等缺點。

制備磁性活性炭可有效解決活性炭難回收問題，磁性活性炭可通過外加磁場快速富集與回收，簡化活性炭回收途徑，提高活性炭回收率。在過去的幾年中，研究學者開發了多種不同制備磁性活性炭的方法，一是共沉淀法，將金屬鹽類與碳混合，通過共沉淀的方法將磁性微粒負載在碳材料表面；二是等體積浸漬法通過浸漬，用活性炭吸附鐵、鈷、鎳等金屬離子后，再煅燒制備磁性活性炭。這兩種方法制備的磁性復合材料存在磁性顆粒分布不均勻、穩定性差、磁性顆粒易流失、適用范圍窄等缺點。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供一種糖液制備磁性活性炭的方法。

一種糖液制備磁性活性炭的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，向水中加入糖源、鐵源和聚丙烯酸鈉，充分攪拌1-12h后，將混合液轉移至反應釜中，然后置于160-220℃烘箱中保溫反應4-24h，自然冷卻至室溫，過濾后洗滌沉淀，干燥得到水熱前驅體；

步驟2，在惰性氣體保護下，將步驟1獲得的水熱前驅體進行煅燒，獲得磁性活性炭。

進一步地，步驟1中糖源為葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、乳糖中的一種或多種以任意比例混合。

更進一步地，糖源在混合液中濃度為50～500g/L。

更進一步地，糖源在混合液中濃度為200g/L。

進一步地，步驟1中鐵源為可溶性鐵鹽或可溶性亞鐵鹽。

進一步地，鐵源為硝酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵或氯化亞鐵。

進一步地，步驟1中糖源、鐵源和聚丙烯酸鈉的質量比為1:(0.1～1):(0.1～1)。

進一步地，步驟1中糖源、鐵源和聚丙烯酸鈉的質量比為1:0.2:0.2。

進一步地，步驟1中水熱反應溫度為180℃。

進一步地，步驟2中煅燒升溫速率為1～20℃/min，煅燒溫度為500～900℃，煅燒時間為1～12h。

更進一步地，步驟2中煅燒溫度為800℃。

進一步地，惰性氣體為氮氣或氬氣。

本發明具有以下有益效果：本發明以糖液、鐵源和聚丙烯酸鈉為原料，制備了高比表面積磁性活性碳，該方法具有原料廉價易得、原料利用率高、無鐵源損耗、制備方法簡單和易于工業化生產等優點，磁性活性炭使用后易分離，損耗低。

附圖說明

圖1為實施例1所得水熱前驅體掃描電鏡圖；

圖2為實施例1所得磁性活性炭掃描電鏡圖；