CN107175076A - 一种活性炭改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性炭改性方法，待改性活性炭经表面氧化处理得改性活性炭前驱体；将改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂在水和醇的混合溶剂、超声辅助下反应；反应结束后经洗涤、干燥得硅烷偶联剂改性的活性炭；所述的醇为和水无限比混溶的醇；所述的混合溶剂中，水和醇的体积比为1∶15～25。本发明通过硝酸氧化处理活性炭表面官能团，再在所述的溶剂体系下超声改性合成将硅烷偶联剂接枝在活性炭表面，增强活性炭对疏水性、弱极性有机物的吸附作用。

Description

一种活性炭改性方法
技术领域
本发明属于活性炭表面改性领域，具体涉及一种通过硅烷偶联剂改性活性炭的制备方法。
背景技术
活性炭因其巨大的比表面积、发达的孔隙结构和极强的吸附能力，已广泛应用于废水处理，特别是废水深度处理领域。然而，废水本身成分复杂多变，单纯地依靠活性炭本身的吸附作用很难达到排放的要求，许多金属离子，难溶有机物，弱极性小分子有机物，苯系有机物等物质是活性炭吸附废水中遇到的最大阻碍。
为了满足活性炭使用要求，常常对活性炭进行改性，主要分为活性炭负载金属离子改性及活性炭表面处理改性。
为使活性炭对含有较强疏水性、弱极性有机物、苯系有机物的废水具有良好的吸附能力，可通过硅烷偶联剂对活性炭进行改性处理。现有技术也报道了一些方法，例如浸渍法和蒸馏回流法，但这些方法改性时间均较长，十几小时至几天时间不等。
另外，公开号为CN 102513063 A的中国专利文献公开了一种活性炭固定化咪唑类离子液体及其制备方法和应用，其中，活性炭与硅烷偶联剂的己烷溶液进行超声震荡混合0.5-2h，然后用环己烷索式抽提样品6-10h，100-110℃真空干燥20-28h，即得硅烷基化改性活性炭，流程长，耗时多。
现有活性炭的改性方法中，还存在合成时间长，成本高，产量低，很难进行推广应用，且都会存在对活性炭微孔的破坏、堵塞孔隙、比表面积下降等问题。
发明内容
为解决活性炭对疏水性、弱极性有机物、苯系有机物吸附时间长、吸附量小、吸附效果差，活性炭表面接枝硅烷偶联剂困难、且处理过程容易破坏活性炭微孔等这一系列问题，本发明提供了一种使用硅烷偶联剂对活性炭进行表面改性的方法，旨在减少活性炭的吸附时间、增大对疏水性、弱极性有机物吸附量，提高改性活性炭产量。
区别于其他密实、少孔的炭材料或其他材料，活性炭，比表面积大，多孔，吸附能力强，很容易将硅烷偶联剂吸附至孔隙内部而非接枝于活性炭表面，降低改性效果及产量，对于多孔活性炭改性是一个难点。本发明人通过大量研究摸索，独创性的采用特定醇-水比例的混合溶液体系作为反应体系，再配合对活性炭的表面氧化和超声处理，可极大程度地使硅烷偶联剂枝接在活性炭的表面，避免进入活性炭微孔，避免堵塞活性炭微孔；此外，还有助于极大程度保留活性炭微孔，处理后的活性炭的比表面积高，对废水的处理效果优异；本发明的技术方案如下：
一种活性炭改性方法，待改性活性炭经表面氧化处理得改性活性炭前驱体；将改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂在水和醇的混合溶剂、超声辅助下反应；反应结束后经洗涤、干燥得硅烷偶联剂改性的活性炭；
所述的醇为和水无限比混溶的醇；
所述的混合溶剂中，水和醇的体积比为1∶15～25。
本发明所述的方法，将活性炭进行表面氧化处理、再在所述的反应溶剂体系、超声空化的辅助下进行接枝反应，得到所述的硅烷偶联剂改性的活性炭。通过本发明方法，可使得硅烷偶联剂快速接枝在活性炭表面，提高效率、增加产量。此外，制得的活性炭表面接枝硅烷偶联剂，增大活性炭表面疏水性，进而有助于缩短对疏水性、弱极性有机物、苯系有机物的吸附时间，且明显提高吸附量。
本发明所述的活性炭的比表面积为600-1000m2·g-1、总孔容为0.25-0.6cm3·g-1，微孔体积占70-85％。粒径小于或等于75um。
本发明中，对活性炭进行表面氧化处理的方法可采用本领域技术人员所熟知的方法。
本发明中，优选地，将待改性活性炭与浓度为5-65％(进一步优选为10-25％)的硝酸溶液混合，在40-90℃(优选为60-80℃)下进行所述的表面氧化处理，随后经洗涤、干燥得所述的改性活性炭前驱体。
作为优选，所述的醇为C1～4的单元和/或多元醇；更进一步优选为乙醇。
本发明人通过大量研究发现，对反应溶剂体系的水和醇比例对维持活性炭微孔、提升改性效果等方面具有较大影响。将所述的水/醇比例控制在所述的比例下，有助于极大程度降低活性炭吸附硅烷偶联剂；避免硅醇自身发生耦合副反应；还有助于维护活性炭微孔，进而使改性后的活性炭表现出良好的吸附性能。
作为优选，所述的混合溶剂中，水和醇的体积比为1∶15～20。
作为优选，所述的硅烷偶联剂为甲基丙烯酰基系列硅烷偶联剂。
进一步优选，所述的硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH-570)中的至少一种。
作为优选，改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂的质量比为1∶0.01-2。
进一步优选，改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂的质量比为1∶0.1-1。
作为优选，硅烷偶联剂与混合溶剂的质量比1∶1-25。
作为优选，硅烷偶联剂与混合溶剂的质量比1∶10-20。
作为优选，反应起始溶液的pH为2～11。
本发明人发现，采用高功率低频超声有助于进一步维护活性炭微孔，提升接枝产率；进而提升改性后的活性炭的吸附性能。
作为优选，超声的功率1000～1500W，频率为20～28KHz。
本发明中，在所述的超声下进行接枝耦合反应，一方面能够最大限度地减少活性炭吸附过程，保证更多的硅烷偶联剂接枝在活性炭表面；另一方面，借助于超声震荡所产生的空化现象所提供的能量，硅烷偶联剂能够快速接枝在活性炭表面上。硅烷偶联剂在醇水体系中，醇含量过大，偶联剂分解缓慢，改性时间长；相反，偶联剂分解迅速，硅醇键会自身发生耦合副反应。
在所述的超声功率下，优选的超声反应时间为10-180min；优选为90～180min。
本发明一种优选的方法，预先将所述的投加比例的硅烷偶联剂、水和醇混合，并将pH控制在2～11，得改性液。将所述的改性活性炭前驱体置于所述的改性液中，超声辅助下反应，最终得到所述的硅烷偶联剂改性的活性炭。
具体技术方案如下：
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与5-65％质量分数浓度的浓硝酸混合，40-90℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(2)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15-25，KH570∶水醇混合液＝1∶1-25混合均匀，调节pH为2-11，以质量比为1∶0.01-2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(3)：在超声功率1000～1500W，频率为20～28KHz条件下，超声改性合成10-180min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
本发明优选的方案，从改性液体系出发，调整硅烷偶联剂、水、乙醇三者的比例，由于乙醇起到抑制硅烷偶联剂水解的作用，过低或者过高的乙醇比例都会对最终的偶联剂的接枝反应有影响，适当地调整改性液含水量促进硅醇水解，通过调整改性液其他参数(如pH)，在超声辅助条件下可以起到很好的改性效果。后续处理简单，成本低。
本发明优选的改性活性炭的制备方法，步骤(1)中，三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与10-25％质量分数浓度的浓硝酸混合，60-80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(2)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15-20，KH570∶水醇混合液＝1∶10-20混合均匀，调节pH为2-11，以质量比为1∶0.1-1(C：KH570)加入步骤(1)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(3)：在超声功率1000～1500W，频率为20～28KHz条件下，超声改性合成90-180min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
本发明的有益效果在于：
本发明中，在所述一种改性活性炭的制备方法，其中活性炭表面经过硝酸的氧化作用而产生大量的羟基，为硅烷偶联剂接枝做准备。本发明中通过使用超声合成的方法进行接枝反应，超声条件下，很容易产生空化现象，在空化作用下，溶液局部产生瞬间高温高压的条件，通过调整改性液物质混合比例，pH值等条件，通过水和乙醇调控在所述的比例范围内，有利于快速高效地将硅烷偶联剂接枝在活性炭表面，避免硅烷偶联剂与醇之间的副反应，且极大地减少合成时间，提高改性活性炭产量及性能。活性炭表面接枝硅烷偶联剂后，增加了表面疏水性，能够在一定程度上提高对疏水性、弱极性有机物、苯系有机物的吸附效率。使用该方法进行改性多孔活性炭，能够最大限度下减少对原孔隙的破坏、堵塞，能够应用于其他多孔材料的表面改性。
附图说明
图1为实施例6改性处理前的活性炭1的SEM图；
图2为实施例6改性处理后的活性炭1的SEM图；
图3为实施例6改性处理前的活性炭2的SEM图；
图4为实施例6改性处理后的活性炭2的SEM图；
图5为实施例6改性处理前的活性炭3的SEM图；
图6为实施例6改性处理后的活性炭3的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
以下实施例及对比例中，工业废水由湖南某冶金企业在选矿过程中产生的，经过初步处理去除其中的金属离子及部分有机物的选矿废水。在实验室条件下，使用重铬酸钾法测试废水COD值为1304mg/L。
以未改性活性炭进行8h静态吸附测试，
活性炭1(比表面积为653.21m2·g-1、总孔容为0.27cm3·g-1，微孔体积占76％)，废水COD去除率为25.36％。
活性炭2(比表面积为756.85m2·g-1、总孔容为0.36cm3·g-1，微孔体积占83％)，废水COD去除率为27.43％。
活性炭3(比表面积为912.63m2·g-1、总孔容为0.57cm3·g-1，微孔体积占81％)，废水COD去除率为30.17％。
实施例1
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，70℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15，KH570∶水醇混合液＝1∶10混合均匀，调节pH为9，以质量比为1∶0.1(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率1000～1500W，频率为20～28KHz条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性后的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为60.65％、65.11％、68.32％。
实施例2
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水：醇(乙醇)＝1∶20，KH570：水醇混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为9，以质量比为1∶1(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为73.42％、78.96％、80.12％。
实施例3
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与40％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶20，KH570∶水醇混合液＝1∶25混合均匀，调节pH为11，以质量比为1∶2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成180min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为65.73％、66.34％、59.12％。
实施例4
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与25％质量分数浓度的浓硝酸混合，70℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶25，KH570∶水醇混合液＝1∶20混合均匀，调节pH为5，以质量比为1∶0.5(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成90min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为74.21％、79.65％、80.96％。
实施例5
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与15％质量分数浓度的浓硝酸混合，60℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15，KH570∶水醇混合液＝1∶10混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.5(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成90min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为73.47％、77.95％、80.32％。
实施例6
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15，KH570∶水醇混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为79.86％、84.56％、87.35％。
本实施条件为最优条件，改性处理前后的活性炭1的SEM图分别见图1、2。
改性处理前后的活性炭2的SEM图分别见图3、4。改性处理前后的活性炭3的SEM图分别见图5、6。
改性前后活性炭性能参数见下表：表面形貌见表1：
表1
种类 比表面积/m2·g-1 总孔容/cm3·g-1 微孔比例/％
未改性AC1 653.21 0.27 76
改性后AC1 623.51 0.21 73
未改性AC2 756.85 0.36 83
改性后AC2 719.86 0.32 81
未改性AC3 912.63 0.57 81
改性后AC3 883.29 0.51 78
改性后三种活性炭比表面积、总孔容、微孔比例均有不同程度地下降，这是因为经过硝酸氧化作用及活性炭吸附偶联剂，活性炭孔隙结构或多或少发生变化，通过超声作用，可以减少活性炭对偶联剂的吸附，总体上下降幅度较小，能够较好地保持孔结构。附图中活性炭改性前后表面形貌并未发生很大变化，说明改性对活性炭表面结构、孔隙等影响不大。
对比例1
本对比例考察，仅采用醇作为反应溶剂：具体如下：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：KH570∶醇(乙醇)混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为43.25％、47.56％、49.35％。
对比例2
本对比例考察，仅采用水作为反应溶剂：具体如下：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：KH570∶水混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为31.54％、33.89％、37.35％。
对比例3
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：将比表面积为4.532m2·g-1，99.8％含炭量的石墨在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干石墨与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性石墨前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15，KH570∶水醇混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性石墨前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性石墨。
改性得到的石墨材料进行8h废水静态吸附，废水COD去除率为1.58％，效果较差，与改性前无差别。
对比例4
本对比例探讨，不在超声辅助下进行处理：
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与20％质量分数浓度的浓硝酸混合，80℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶15，KH570∶水醇混合液＝1∶15混合均匀，调节pH为3，以质量比为1∶0.2(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：静态浸渍120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为45.63％、50.76％、54.35％。
对比例5
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与10％质量分数浓度的浓硝酸混合，50℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶环己烷＝1∶15，KH570∶水和环己烷混合液＝1∶5混合均匀，调节pH为7，以质量比为1∶0.01(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成120min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为40.18％、45.63％、50.66％。
对比例6
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与10％质量分数浓度的浓硝酸混合，50℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇＝1∶30，KH570∶水醇混合液＝1∶5混合均匀，调节pH为7，以质量比为1∶0.01(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率为1000～1500W，频率为20-25KW条件下，超声改性合成60min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为30.12％、33.63％、35.78％。
对比例7
本对比例探讨，采用水/乙醇1∶10的混合溶剂作为反应溶剂：
一种改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤(a)：三种不同活性炭均在105℃烘箱中烘干12h，取一定量的烘干活性炭与10％质量分数浓度的浓硝酸混合，50℃水浴下，冷凝回流3h，取出，过滤、洗涤多次至中性，105℃烘干8h可得到改性活性炭前驱体；
步骤(b)：以体积比为水∶醇(乙醇)＝1∶10，KH570∶水醇混合液＝1∶5混合均匀，调节pH为7，以质量比为1∶0.01(C：KH570)加入步骤(a)中得到改性活性炭前驱体，混合均匀。
步骤(c)：在超声功率1000～1500W、频率为20-25KW条件下，超声改性合成60min，取出，过滤、乙醇和水反复洗涤多次至中性，80℃烘干12h可得到改性活性炭。
改性得到的三种活性炭进行8h废水静态吸附，改性后的活性炭1、2、3吸附后，废水COD去除率分别为30.12％、33.63％、35.78％。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的一种改性活性炭的制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种活性炭改性方法，其特征在于，待改性活性炭经表面氧化处理得改性活性炭前驱体；将改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂在水和醇的混合溶剂、超声辅助下反应；反应结束后经洗涤、干燥得硅烷偶联剂改性的活性炭；
所述的醇为和水无限比混溶的醇；
所述的混合溶剂中，水和醇的体积比为1∶15～25。
2.如权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，所述的活性炭的比表面积为600-1000m2·g-1、总孔容为0.25-0.6cm3·g-1，微孔体积占70-85％。
3.如权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，所述的醇为C1～4的单元和/或多元醇；进一步优选为乙醇。
4.如权利要求3任一项所述的活性炭改性方法，其特征在于，所述的混合溶剂中，水和醇的体积比为1∶15～20。
5.如权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为甲基丙烯酰基系列硅烷偶联剂；
优选为甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.如权利要求5所述的活性炭改性方法，其特征在于，改性活性炭前驱体、硅烷偶联剂的质量比为1∶0.01-2。
7.如权利要求6所述的活性炭改性方法，其特征在于，硅烷偶联剂与混合溶剂的质量比为1∶1-25；优选为1∶10～20。
8.如权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，将待改性活性炭与浓度为5-65％的硝酸溶液混合，在40-90℃下进行所述的表面氧化处理，随后经洗涤、干燥得所述的改性活性炭前驱体。
9.根据权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，所述超声的功率1000～1500W，频率为20～28KHz，反应时间为10-180min。
10.根据权利要求1所述的活性炭改性方法，其特征在于，反应起始溶液的pH为2～11。
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