[發明專利]一種復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法

在審

• 申請號: 202110631051.4
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113441109A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 劉其霞;楊智聯;季濤;倪朝暉;葛建龍;單浩如;胡世棋;張天昊
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01D53/02;B01J20/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 孫昱

本發明公開了一種復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，先將球形活性炭進行預處理除去表面雜質，然后將預處理后的球形活性炭浸漬在的氧化劑溶液中氧化，氧化后過濾，并用去離子水洗至中性，干燥備用，再將干燥后的球形活性炭浸漬在金屬離子溶液中，使其表面負載金屬離子，然后干燥，最后將球形活性炭進行高溫焙燒還原，得到防毒用球形活性炭。本發明的復合改性防毒用球形活性炭對芥子氣的模擬劑丙硫醚形成了更強的絡合力，使其對丙硫醚的吸附特性大大增強。在實際應用中，也可以通過改變負載金屬離子的種類和負載量改變球形活性炭表面的化學結構，從而提高其對不同化學武器適用的廣譜性。

技術領域

本文涉及一種復合改性球形活性炭的制備方法，具體地說涉及一種對芥子氣模擬氣體丙硫醚有高吸附性能的改性球形活性炭的制備方法，屬于材料改性制備技術領域。

背景技術

在現代戰爭中，化學武器被頻繁使用，不僅對戰場上的士兵身體留下了不可逆的傷害，而且對污染地區的人民帶來了嚴重的災難。由于化學武器具有殺傷力強、成本較低及易制備等特點，盡管受到來自《禁止化學武器公約》的制約，一些國家和恐怖組織仍在暗中研究和發展化學武器。芥子氣的化學名叫二氯二乙硫醚，常溫下是黃色或深褐色的油狀液體。作為一種糜爛性毒劑，芥子氣能輕易透過皮膚侵入機體，使皮膚紅腫、起泡和潰爛，嚴重時會使人體細胞發生癌變并產生后遺癥。因此，芥子氣有“毒劑王”之稱，是世界上儲量最大、擴散能力最強的一種化學毒劑。

透氣式生化防護服是一種能阻止化學武器對人體造成傷害，還能透過空氣和濕氣的的個體防護裝備。長時間穿著這種防護服不會出現窒息感和悶熱感，人體生理舒適性得到顯著改善，因而在個體生化防護領域中備受研究人員的關注。這種防護服的內層材料通過吸附來阻擋有毒化學武器對人體皮膚造成傷害，因此內層材料的吸附性能的強弱是影響防護服性能的關鍵。球形活性炭具有滾動性良好、表面光滑、形狀規整、機械強度高、對毒劑動態吸附容量大、吸附脫附速度快等優點，是制備透氣式生化防護服內層面料的理想材料之一。采用球形活性炭作為內層制備的防護服是目前世界公認較好的個體防護裝備。然而，我國對球形活性炭防護服的系統研究相對較少，尤其是球形活性炭的制備技術還不成熟，存在著力學強度較低、吸附不牢固、易受環境溫濕度影響等不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合改性的防毒用球形活性炭的制備和用途，并且該球形活性炭對芥子氣模擬氣體丙硫醚具有高吸附性能。

本發明的技術方案如下：

一種復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將球形活性炭進行預處理除去表面雜質；

步驟2，將預處理后的球形活性炭浸漬在的氧化劑溶液中氧化，氧化后過濾，并用去離子水洗至中性，干燥備用；

步驟3，將步驟2干燥后的球形活性炭浸漬在金屬離子溶液中，使其表面負載金屬離子，然后干燥；

步驟4，將步驟3干燥后的球形活性炭進行高溫焙燒還原，得到防毒用球形活性炭。

進一步地，所述的復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，步驟1中所述預處理為用去離子水清洗球形活性炭表面的可溶性雜質，然后再在沸水中煮沸處理。

進一步地，所述的復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，步驟2中所述氧化劑為硝酸溶液、過氧化氫溶液或高錳酸鉀溶液中的一種，濃度為0.5-10mol/L。

進一步地，所述的復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，步驟2中氧化過程中溫度為40-80℃，時間為60-240min。

更進一步地，所述的復合改性的防毒用球形活性炭的制備方法，所述氧化過程在恒溫振蕩器中進行，振蕩轉速為100-150r/min，振蕩結束后將溶液室溫靜置120-240min。