CN101920192B - 一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 - Google Patents
一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101920192B CN101920192B CN2010102492430A CN201010249243A CN101920192B CN 101920192 B CN101920192 B CN 101920192B CN 2010102492430 A CN2010102492430 A CN 2010102492430A CN 201010249243 A CN201010249243 A CN 201010249243A CN 101920192 B CN101920192 B CN 101920192B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- metal
- carbon material
- absorbing
- material capable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 115
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 92
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 117
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 33
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 claims description 21
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 18
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 18
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 11
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 10
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 6
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 2
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 abstract 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N pentachlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 35
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 34
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 14
- 241001411320 Eriogonum inflatum Species 0.000 description 8
- 206010043087 Tachyphylaxis Diseases 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 8
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000031320 Teratogenesis Diseases 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011233 carbonaceous binding agent Substances 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 125000003473 lipid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，通过含有Fe粉的金属微粉、含碳物料以及粘结剂按比例混合均匀、干燥后，在挤条机上挤压成型，在马弗炉中进行炭化及活化处理，自然冷却至室温，即制成所述的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，本发明方法制备的金属炭材料主要用于污水中难降解污染物卤代污染物的处理，在同等处理条件下，是同比例同用量的含有Fe粉的金属微粉简单混合材料对难降解污染物还原脱氯效果的4倍以上，具有比表面积大、还原活性好、制备及处理成本低的优点，另外，该材料不易板结及钝化而延长了其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法。
背景技术
伴随着经济的高速发展，生产生活中产生了大量的难降解污染物废水，尤其是卤代污染物，被广泛应用于化工、医药、农药、制革、机械、木材防腐等行业，它们通过挥发、容器泄漏、废水排放、以及燃烧等途径进入环境，严重污染了大气、土壤、地下水和地表水，此外，我国广泛采用的以氯为饮用水消毒剂的方法，也会产生有毒的含氯有机物如氯仿、氯代烯烃、氯代酚、醛酮氯化物等。许多有机氯化物被认为具有“致癌、致畸形、致突变”效应；同时，由于很多含氯有机物具有高挥发性和类脂物可溶性，易被皮肤、粘膜等吸收而对人体造成严重损害。氯代芳香烃及其衍生物中相当一部分被列为美国EPA环境优先控制污染物，更有一部分被划分为持久性有机污染物，这类污染物对于自然条件下的生物代谢、光降解、化学分解等具有很强的抵抗能力。
利用零价金属对卤代污染物进行处理是利用金属的还原性，通过原电池反应对其实施降解，可以大大降低其生物毒性，提高其可生化性，处理成本低，通过第二金属的加入可以加速其还原效果。目前应用广泛的零价金属是Fe屑材料，将Fe屑、含碳物料以及金属屑简单混合制备构成金属炭材料，该金属屑为Cu屑或Ni屑，这种制备方法得到的金属炭材料间的接触面小，界面接触电阻大，电子传递的阻力大，不利于电还原的进行，降低了还原效果，此外，这种宏观上的混合制备方法往往会导致污染物在炭材料表面富集，而在Fe表面浓度小，很难达到微观上吸附对还原的促进。此外，金属屑的比表面积小，使得材料的利用率低，增加了材料的用量。并且堆填的材料容易发生板结及钝化，影响了处理效果和使用寿命。通过流化床的方式强化传质，可以改善金属钝化问题，但是流化材料密度大，流化难，所需的动力消耗大。通过流化粉体虽然容易实施，但是后步固液分离难，粉体损失严重，增加了处理成本。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，通过含有Fe粉的金属微粉、含碳物料以及粘结剂按比例混合均匀、干燥后，在挤条机上挤压成型，在马弗炉中进行炭化及活化处理，自然冷却至室温，即制成所述的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，本发明方法制备的金属炭材料主要用于污水中难降解污染物卤代污染物的处理，在同等处理条件下，是同比例同用量的含有Fe粉的金属微粉材料对难降解污染物还原脱氯效果的4倍以上，具有比表面积大、还原活性好、制备及处理成本低的优点，另外，该材料不易板结及钝化而延长了其使用寿命。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有50％以上Fe粉的金属粉50-80％、木炭粉10-40％以及煤焦油10-20％且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为单一Fe粉或者Fe粉和其他金属粉的混合物，该其他金属粉为Cu粉或Ni粉，所述的含有50％以上Fe粉的金属粉的颗粒大小为200-300目，所述的木炭粉的颗粒大小为200-300目；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为95-99.999％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400-500℃，炭化时间1-3h，之后再将其于浓度为95-99.999％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为500-1200℃，活化时间1-5h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成所述的吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
所述的木炭粉可以被松木粉、原木粉或煤粉所代替。
所述的煤焦油可以被沥青、聚乙烯醇或淀粉中的一种以及煤焦油、沥青、聚乙烯醇或淀粉之间按任一比例混合的混合物所代替。
通过该方法所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，该金属炭材料的原料来源广泛、价格低廉，制备方法简单、操作容易，制备过程中的具体参数要求不需严格控制从而降低了制备难度；该金属炭材料采用活性炭制备工艺通过微粉混合成型，使得各组分间能够实现微观层面的接触，通过活性炭的吸附作用将污染物富集于材料表面，使得其更易于被毗邻的金属组分还原，吸附对还原的促进作用加强；该金属炭材料为多孔性材料，活性炭与Fe微观接触点多，电子转移阻力小，组成大量微小原电池，促进金属对难降解污染物的还原降解，在Fe与C的基础上又掺入Cu、Ni等第二金属通过电偶腐蚀加速释放电子，使得难降解污染物可以同时通过直接受电子及加氢催化还原降解，并延缓了催化剂的钝化过程，延长其使用寿命；该金属炭材料比表面积大，有效活性位点多，材料的利用率高，并且材料的密度可根据需求进行调节，所制备金属炭材料的组分中含有活性炭及零价金属，吸附与还原会产生协同作用，使得难降解污染物能够被高效降解；该金属炭材料经过成型及烧结活化后具有一定的骨架结构，机械强度高、耐磨性好，流失少，分离易、使用寿命更长。另外在同等处理条件下，是同比例同用量的含有Fe粉的金属微粉材料对难降解污染物还原脱氯效果的4倍以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更详细的说明。
实施例1：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有Fe粉50％、木炭粉30％以及煤焦油20％且混合均匀成为混匀物料，所述的含有Fe粉的颗粒大小为250目，所述的木炭粉的颗粒大小为250目；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为99.999％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间1h，之后再将其于浓度为99.999％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为500℃，活化时间1h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成所述的吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为12.4％，而同样条件下，单一Fe粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为1％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为单一Fe粉的脱氯率12.4倍。
实施例2：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有Fe粉80％、煤粉10％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，所述的含有Fe粉的颗粒大小为250目，所述的煤粉的颗粒大小为250目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为3∶3∶4；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为95％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在450℃，炭化时间2h，之后再将其于浓度为95％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为900℃，活化时间3h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为8.1％，而同样条件下，单一Fe粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为1％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为单一Fe粉的脱氯率8.1倍。
实施例3：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有Fe粉60％、松木粉25％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物15％且混合均匀成为混匀物料，所述的含有Fe粉的颗粒大小为250目，所述的松木粉的颗粒大小为300目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为4∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为95％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在500℃，炭化时间3h，之后再将其于浓度为95％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为1100℃，活化时间5h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为8.4％，而同样条件下，单一Fe粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为1％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为单一Fe粉的脱氯率8.4倍。
实施例4：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有Fe粉50％、松木粉40％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，所述的含有Fe粉的颗粒大小为200目，所述的松木粉的颗粒大小为200目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为1∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为97％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间2h，之后再将其于浓度为97％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为600℃，活化时间1h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为9.4％，而同样条件下，单一Fe粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为1％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为单一Fe粉的脱氯率9.4倍。
实施例5：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有50％Fe粉的金属粉80％、原木粉10％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为Fe粉和Ni粉的混合物，所述的含有50％Fe粉的金属粉的颗粒大小为200目，所述的原木粉的颗粒大小为200目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为1∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为97％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间3h，之后再将其于浓度为97％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为600℃，活化时间3h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为15.8％，而同样条件下，含有50％Fe粉和50％Ni粉的金属简单混合粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为2.5％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为同比同量的金属简单混合粉的脱氯率6.3倍。
实施例6：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有60％Fe粉的金属粉80％、原木粉10％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为Fe粉和Ni粉的混合物，所述的含有50％Fe粉的金属粉的颗粒大小为200目，所述的原木粉的颗粒大小为200目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为1∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为97％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间3h，之后再将其于浓度为97％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为600℃，活化时间3h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为13.6％，而同样条件下，含有60％Fe粉和40％Ni粉的金属简单混合粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为2.8％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为同比同量的金属简单混合粉的脱氯率4.8倍。
实施例7：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有50％Fe粉的金属粉80％、原木粉10％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为Fe粉和Cu粉的混合物，所述的含有50％Fe粉的金属粉的颗粒大小为200目，所述的原木粉的颗粒大小为200目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为1∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为97％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间3h，之后再将其于浓度为97％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为600℃，活化时间3h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为12.5％，而同样条件下，含有50％Fe粉和50％Cu粉的金属简单混合粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为2.1％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为同比同量的金属简单混合粉的脱氯率6.0倍。
实施例8：
本实施例的吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有60％Fe粉的金属粉80％、原木粉10％以及含有聚乙烯醇、煤焦油和沥青的混合物10％且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为Fe粉和Cu粉的混合物，所述的含有50％Fe粉的金属粉的颗粒大小为200目，所述的原木粉的颗粒大小为200目，所述的聚乙烯醇、煤焦油和沥青的质量比为1∶3∶2；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为97％的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400℃，炭化时间3h，之后再将其于浓度为97％的CO2气体下进行活化，活化温度控制为600℃，活化时间3h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
通过在300mL三角瓶中加入250mL浓度为10mg/L的五氯酚污染物溶液，然后加入50g/L本实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，加瓶塞后将三角瓶放在25℃的恒温摇床中以220rpm的转速反应5小时，然后用0.45μm的滤膜过滤，随后测定出对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为11.6％，而同样条件下，含有60％Fe粉和40％Cu粉的金属简单混合粉对该难降解的五氯酚污染物溶液的脱氯率为2.3％，这样该吸附还原难降解污染物的金属炭材料的脱氯率为同比同量的金属简单混合粉的脱氯率5.0倍。
通过本发明的所有实施例所得的吸附还原难降解污染物的金属炭材料，这些金属炭材料的原料来源广泛、价格低廉，制备方法简单、操作容易，制备过程中的具体参数要求不需严格控制从而降低了制备难度；该金属炭材料采用活性炭制备工艺通过微粉混合成型，使得各组分间能够实现微观层面的接触，通过活性炭的吸附作用将污染物富集于材料表面，使得其更易于被毗邻的金属组分还原，吸附对还原的促进作用加强；该金属炭材料为多孔性材料，活性炭与Fe微观接触点多，电子转移阻力小，组成大量微小原电池，促进金属对难降解污染物的还原降解，在Fe与C的基础上又掺入Cu、Ni等第二金属通过电偶腐蚀加速释放电子，使得难降解污染物可以同时通过直接受电子及加氢催化还原降解，并延缓了催化剂的钝化过程，延长其使用寿命；该金属炭材料比表面积大，有效活性位点多，材料的利用率高，并且材料的密度可根据需求进行调节，所制备金属炭材料的组分中含有活性炭及零价金属，吸附与还原会产生协同作用，使得难降解污染物能够被高效降解；该金属炭材料经过成型及烧结活化后具有一定的骨架结构，机械强度高、耐磨性好，流失少，分离易、使用寿命更长。另外在同等处理条件下，是同比例同用量的含有Fe粉的金属微粉材料对难降解污染物还原脱氯效果的4倍以上。
Claims (3)
1.一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：按照质量百分比称取含有50%以上Fe粉的金属粉50-80%、木炭粉10-40%以及煤焦油10-20%且混合均匀成为混匀物料，其中含有Fe粉的金属粉为Fe粉和其他金属粉的混合物，该其他金属粉为Cu粉或Ni粉，所述的含有50%以上Fe粉的金属粉的颗粒大小为200-300目，所述的木炭粉的颗粒大小为200-300目；
步骤2：将所述的混匀物料干燥12h，在挤条机上按预设的形状挤压成型后，在浓度为95-99.999%的N2保护下于马弗炉中进行炭化，炭化温度控制在400-500℃，炭化时间1-3h，之后再将其于浓度为95-99.999%的CO2气体下进行活化，活化温度控制为500-1200℃，活化时间1-5h，活化结束自然冷却至室温，即将所述的混匀物料制成所述的吸附还原难降解污染物的金属炭材料。
2.根据权利要求1所述的一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，其特征在于：所述的木炭粉可以被松木粉、原木粉或煤粉所代替。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法，其特征在于：所述的煤焦油可以被沥青、聚乙烯醇或淀粉中的一种以及煤焦油、沥青、聚乙烯醇或淀粉之间按任一比例混合的混合物所代替。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102492430A CN101920192B (zh) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102492430A CN101920192B (zh) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101920192A CN101920192A (zh) | 2010-12-22 |
| CN101920192B true CN101920192B (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=43335556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102492430A Expired - Fee Related CN101920192B (zh) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | 一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101920192B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104941660B (zh) * | 2015-05-12 | 2017-09-19 | 浙江清华长三角研究院 | 一种污水催化还原脱卤材料的制备方法 |
| CN108584950A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-09-28 | 佛山市高明曦逻科技有限公司 | 一种金属活性炭制备方法 |
| CN112892549B (zh) * | 2021-01-25 | 2022-03-01 | 天津大学 | 一种电催化氧化处理污水的催化剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1272454A (zh) * | 1999-04-30 | 2000-11-08 | 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所 | 一种煤基中孔活性炭制造方法 |
| CN101200320A (zh) * | 2007-11-28 | 2008-06-18 | 河北理工大学 | 一种用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法 |
| CN101497028A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-08-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种磁性活性炭的制备方法和该磁性活性炭 |
-
2010
- 2010-08-06 CN CN2010102492430A patent/CN101920192B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1272454A (zh) * | 1999-04-30 | 2000-11-08 | 煤炭科学研究总院北京煤化学研究所 | 一种煤基中孔活性炭制造方法 |
| CN101200320A (zh) * | 2007-11-28 | 2008-06-18 | 河北理工大学 | 一种用于处理废水的高含碳金属化球团及制备方法 |
| CN101497028A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-08-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种磁性活性炭的制备方法和该磁性活性炭 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101920192A (zh) | 2010-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105776506B (zh) | 一种Fe/C复合多孔结构材料及其制备方法和应用 | |
| BR112012008190B1 (pt) | Composto poroso e permeável para tratamento de fluidos contaminados, seu método de fabricação e seu uso | |
| KR101811340B1 (ko) | 과불화화합물, 환경호르몬 처리를 위한 생물학적 처리 및 활성탄 흡착시스템 | |
| CN107129014A (zh) | 纳米铁碳微电解填料的制备方法 | |
| JP5981863B2 (ja) | 粒状型環境用水処理剤およびそれを用いた有害物質に汚染された水の処理方法 | |
| CN104724794A (zh) | 工业废水降解微电解铁碳填料及其制备方法 | |
| CN105819759B (zh) | 一种用于高效处理废水中氮和磷的免烧填料 | |
| CN101920192B (zh) | 一种吸附还原难降解污染物的金属炭材料的制备方法 | |
| CN103523868A (zh) | 水处理铁炭微电解剂的制备方法 | |
| CN101293768A (zh) | 一种生物滤料及其制备方法 | |
| US7347647B2 (en) | Composite material for a permeable reactive barrier | |
| CN104548921B (zh) | 生物除臭填料及其制备方法 | |
| CN107349933B (zh) | 一种工业废水处理用活性铁碳催化剂 | |
| CN107970881B (zh) | 一种有机废水处理功能化填料及其制备方法 | |
| JP6944774B2 (ja) | 焼結体及びその製造方法 | |
| JP2013173108A (ja) | 油汚染土浄化工法 | |
| CN104174440A (zh) | 一种铜基铁碳微电解催化剂 | |
| CN115322008B (zh) | 一种用于污染海水净化的多孔生物填料及其制备方法与应用 | |
| CN201785245U (zh) | 复合生物填料及其生物反应器 | |
| CN103803704A (zh) | 一种用于地下水硝酸盐污染的可渗透反应介质材料 | |
| CN108128839B (zh) | 一种碳基助剂强化催化过硫酸盐的水处理方法 | |
| CN104045163B (zh) | 一种利用含钛高炉渣提升人工湿地处理污水性能的方法 | |
| CN110734114A (zh) | 电催化氧化填料及其制备方法、三维电催化氧化装置 | |
| CN113979687A (zh) | 一种微生物复合填料、其制备方法及其应用 | |
| CN110591716A (zh) | 适用于尾矿废石重金属污染稳定化修复材料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 Termination date: 20160806 |