CN103990434B - 活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用,将椰壳活性炭浸泡于浓度为5–22mol/L氢氟酸溶液,置于水热反应釜中,120–180℃水热处理1–7天,洗涤,干燥,既得到活性炭丙烷吸附剂。该净化材料具有对低浓度HC(碳氢化合物)净化效率较高、成本较低、制备工艺简单等特点。在丙烷浓度为20ppm,空速为50000mL/(g·h)的条件下,该材料常温常压下的最高丙烷净化效率可达99%以上,吸附容量达2.0mlC3H8/gAC。
Description
技术领域
本发明涉及吸附材料技术领域,尤其是涉及一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
当前,我国机动车污染问题日益突出,尾气排放已经成为我国空气污染的主要来源,是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。尤其是地下停车场和隧道等半封闭空间,空气流动性小,污染物积累严重,治理问题亟待解决。
机动车尾气排放污染物主要为PM(颗粒物)、CO、NOx和HC(碳氢化合物),其中HC因其物理和化学惰性,治理最为困难。目前主要有吸附和催化两种方法,考虑到地下停车场和隧道中的HC浓度相对较低,完全催化氧化反应温度高,且现场不便于加热等特点,吸附依然是最可行、应用最广泛的方法。
常用的吸附材料主要有沸石、活性炭、分子筛和树脂等。活性炭因其比表面积大,孔隙发达,吸附性能好,是空气净化器和各种吸附装置中HC吸附剂的首选。因此,通过适当的预处理方法,提高活性炭的HC吸附能力,在HC净化与治理过程中具有非常重要的实用意义。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用。
一种活性炭丙烷吸附剂的制备方法,其特征在于,将椰壳活性炭浸泡于浓度为5–22mol/L氢氟酸溶液,置于水热反应釜中,120–180℃水热处理1–7天,洗涤,干燥,既得到活性炭丙烷吸附剂。
将氢氟酸与去离子水混合,配制成摩尔浓度为5–22mol/L的氢氟酸溶液;将6克椰壳活性炭,和120毫升氢氟酸溶液,置于水热反应釜中,120–180℃水热反应1–7天。去离子水洗涤至中性,60–100℃干燥,即得到活性炭丙烷吸附剂。
一种由上述的方法制备得到的活性炭丙烷吸附剂。
所述的活性炭丙烷吸附剂在碳氢化合物净化治理的应用。
本发明具有经济廉价,方法操作简单,材料吸附容量高等优点。
吸附剂净化性能评价是在内径16mm,长300mm的玻璃管反应器中进行。原料气空速为50000mL/(g·h),原料气中丙烷浓度20ppm,平衡气为空气,吸附在常温常压下进行。
该净化材料具有对低浓度HC(碳氢化合物)净化效率较高、成本较低、制备工艺简单等特点。在丙烷浓度为20ppm,空速为50000mL/(g·h)的条件下,该材料常温常压下的最高丙烷净化效率可达99%以上,吸附容量达2.0mlC3H8/gAC。
具体实施方式
对比例1:
椰壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,比表面积1030m2/g,孔容1mL/g。使用前不进行任何预处理,记作AC-Y。
对比例2:
杏壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,比表面积1068m2/g,孔容0.9mL/g。使用前不进行任何预处理,记作AC-X。
对比例3:
无烟煤活性炭,购买于景德镇特种陶瓷研究所,比表面积550m2/g,孔容0.8mL/g。使用前不进行任何预处理,记作AC-M。
对比例4:
将6.0g椰壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,加入到120mL的8mol/L硫酸溶液中,150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性,100℃干燥,记作AC-Y-H2SO4。
对比例5:
将6.0g椰壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,加入到120mL的8mol/L磷酸溶液中,150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性,100℃干燥,记作AC-Y-H3PO4。
实施例1:
将6.0g椰壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,加入到120mL的8mol/L氢氟酸溶液中,150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性,100℃干燥,记作AC-Y-HF-1。
实施例2:
将6.0g椰壳活性炭,购买于光华晶科环保科技有限公司,加入到120mL的8mol/L氢氟酸溶液中,180℃水热处理7天。去离子水洗涤至中性,100℃干燥,记作AC-Y-HF-2。
应用例1:
吸附剂净化性能评价是在内径16mm,长300mm的玻璃管反应器中进行。原料气空速为50000mL/(g·h),丙烷浓度20ppm,平衡气为空气,吸附在常温常压下进行。性能测试结果见表1,所有吸附材料的最高净化效率均可达到90%以上,AC-HF-2的最高吸附效率甚至高于99%。
表1吸附剂净化性能评价结果
表1说明,相比于杏壳和无烟煤活性炭,椰壳活性炭具有更好的丙烷吸附性能,吸附性能是杏壳和椰壳的4倍多;硫酸和磷酸处理对椰壳活性炭的吸附性能几乎没有影响;氢氟酸处理能够提高椰壳活性炭的丙烷吸附性能,吸附量可提高53%。
Claims (3)
1.一种活性炭丙烷吸附剂的制备方法,其特征在于,将氢氟酸与去离子水混合,配制成摩尔浓度为5–22mol/L的氢氟酸溶液;将6克椰壳活性炭,和120毫升氢氟酸溶液,置于水热反应釜中,120–180℃水热反应1–7天;去离子水洗涤至中性,60–100℃干燥,即得到活性炭丙烷吸附剂。
2.一种由权利要求1所述的方法制备得到的活性炭丙烷吸附剂。
3.由权利要求2所述的活性炭丙烷吸附剂在碳氢化合物净化治理的应用。
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