[發明專利]一種除磷活性炭的制備方法

在審

• 申請號: 202110465359.6
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113385158A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 程振國
• 申請（專利權）人: 徐州華睿炭材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/20;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 劉秀穎

本發明提供一種除磷活性炭的制備方法，涉及活性炭制備技術領域，該除磷活性炭的制備方法，包括以下步驟：S1、將活性炭浸入硝酸水溶液中煮沸，同時通入氮氣保護；S2、對活性炭進行過濾，并通過清水清洗；S3、清洗后的活性炭通入H₂和N₂進行高溫處理；S4、處理后的活性炭與鎂鹽粉末充分混合攪拌。該除磷活性炭的制備方法，通過硝酸水溶液對活性炭進行清洗，可增加比表面積，高溫下通入氫氣和氮氣等惰性氣體處理活性炭，提高活性炭對非極性物質的吸附能力，提高對水的過濾效果，同時也使活性炭表面得到含量較多堿性基團，利于對酸性水進行中和，提高水質凈化效果，同時活性炭孔道內的鎂鹽粉末，可與磷酸根產生反應并形成沉淀，有助于改善水質。

技術領域

本發明涉及活性炭制備技術領域，具體為一種除磷活性炭的制備方法。

背景技術

活性炭是一種黑色多孔的固體炭質。活性炭主要成分為碳，并含有少量氧、氫、硫、氮、氯等元素，在結構上是不規則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產生碳組織缺陷，堆積密度低，比表面積大具有很強的吸附性能，是用途極廣的一種工業吸附劑。普通活性炭的比表面積在500～1700m2/g間。活性炭在元素組成方面，80％-90％以上由碳組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。活性炭中除I碳元素外，還包含布兩類摻和物：一類是化學結合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過程中，外來的非碳元素與活性炭表面化學結合，如用水蒸氣活化時，活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分，幾種活性炭的元素組成。

目前對于活性炭除磷的研究中，普遍存在著活性炭穩定性較差、吸附性能參差不齊、吸附時間過長的問題。申請號為201910466562.8的污水除磷活性炭制劑及其制備工藝，通過在活性炭孔道內添加含鈣粉料，與磷酸反應生成沉淀達到凈化水質效果，但活性炭的孔道未做處理，中孔及以上孔道數量較少，裝載含鈣粉料量少，過濾效果不佳。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種除磷活性炭的制備方法，解決了中孔及以上孔道數量較少，裝載含鈣粉料量少，過濾效果不佳的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種除磷活性炭的制備方法，包括以下步驟：

S1、將活性炭浸入硝酸水溶液中煮沸，同時通入氮氣保護；

S2、對活性炭進行過濾，并通過清水清洗；

S3、清洗后的活性炭通入H₂和N₂進行高溫處理；

S4、處理后的活性炭與鎂鹽粉末充分混合攪拌。

進一步，所述硝酸水溶液的濃度為0.5～1MOL/L，煮沸時間為2H，活性炭經過低濃度的硝酸處理后，表面有機質(油)和微量的堿性可溶性鹽被去掉,比表面積相應增加，孔分布由微孔向大中孔方向移動，φ50nm的孔明顯增多,有利于活性組分的吸附。

進一步，清水清洗活性炭至洗滌液的PH為6～6.5為止，通過清水可去除活性炭表面的硝酸，便于后期處理。

進一步，清水清洗過程中可將活性炭浸漬并通過搖床進行振蕩處理，以搖床振蕩的方式有助于將活性炭孔內的堵塞物清出。

進一步，高溫處理時的溫度為400～600℃，加熱時間為1～2H，通過H2和N2等惰性氣體對活性炭進行高溫處理可得到含量較多堿性基團，增強活性炭表面的非極性，進而提高活性炭對非極性物質的吸附能力。

進一步，所述鎂鹽均為堿性，鎂鹽包括且不限于氧化鎂，氧化鎂具有耐高溫性能，可在活性炭高溫處理后即可進行混合，減少加工時間。

(三)有益效果