CN107913690A - 一种粉状活性炭的再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：(1)将废粉状活性炭加入由亲油性有机溶剂和盐酸组成的混合溶剂中，搅拌，加热回流，冷却后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到洗涤后的废粉状活性炭；(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，得混合物；将所述混合物经紫外光照射处理，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；(3)在步骤(2)所得的废粉状活性炭加入NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，反应完毕后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭。该再生方法具有工艺简单、成本低、活性炭再生率高、再生活性炭性能不受影响等优点。

Description

一种粉状活性炭的再生方法
技术领域
本发明涉及活性炭制备技术领域，尤其涉及一种粉状活性炭的再生方法。
背景技术
活性炭是一种具有高度发达孔隙结构和极大比表面积的炭质吸附材料，它的主要应用性能是对各类物质具有极强的吸附能力，其在很多领域得到了广泛的应用，如用于食品工业的液相脱色，去除异味等，可以作为原电池的组成部分，电极，防毒面具，天然气和乙炔的储存器等，也可应用于医疗领域。随着活性炭在吸附应用领域的扩大，无论从经济效益还是环保角度考虑，进行活性炭的再生都是很必要的，这已经成为活性炭生产和使用技术领域的重要组成部分。目前，工业上使用的活性炭再生工艺主要是加热再生法。加热再生法的优点是再生效率高、再生时间短，对吸附物质基本无选择性。其不足为：热再生过程中炭的损失较大，再生活性炭强度下降，炭表面化学结构发生变化，活性降低，另外，热再生所需设备较为复杂，生产费用较高，不易小型化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低、活性炭再生率高、再生活性炭性能不受影响的粉状活性炭的再生方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
(1)将废粉状活性炭加入由亲油性有机溶剂和盐酸组成的混合溶剂中，搅拌，加热回流，冷却后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到洗涤后的废粉状活性炭；
(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，得混合物；将所述混合物经紫外光照射处理，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；
(3)在步骤(2)所得的废粉状活性炭加入NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，反应完毕后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭。
优选的，所述步骤(1)中，所述亲油性有机溶剂为甲苯、二甲苯，丙酮、环己烷中的多种，所述混合溶剂中，盐酸的摩尔浓度为5～6mol/L；所述亲油性有机溶剂和盐酸的质量比为3～5∶1；所述加热回流温度为100～200℃，回流时间为5～10h。
优选的，所述步骤(1)中，所述亲水性有机溶剂的质量为废粉状活性炭质量的200％～250％，所述亲水性有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、乙腈中的多种。
优选的，所述步骤(2)中，腐殖酸的质量为废粉状活性炭质量的0.5％～1.5％。
优选的，所述紫外光照射处理中，光固机紫外光主波长为365nm，功率密度为50～100W/cm2，光固机功率为500W～1000W，照射时间为30min～60min。
优选的，所述步骤(3)中，所述NaOH溶液的质量百分浓度为30％～40％，NaOH溶液与废粉状活性炭的比值为1L∶5～10g；碱解反应温度为150℃～200℃，时间为5～10h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明先通过在加热回流过程中利用亲油性有机溶剂和对无机吸附物有较好溶解性的盐酸洗脱废粉状活性炭中的亲油性小分子有机物和无机物，所得滤渣再用亲水性有机溶剂洗脱残留的亲水性有机小分子和无机小分子；所得的洗涤后的废粉状活性炭再在紫外光照射和光敏性物质腐殖酸的引发下，其中的大分子有机物的高分子链段成为激发态而不断断裂，形成小分子有机物，再经过碱解作用，小分子有机物中的亲油性小分子的亲油性基团如酯基、氨基甲酸酯基、酰胺基、环氧基、卤素原子等基团转化成对应的亲水基团，最后经亲水性有机溶剂洗脱，得到再生的粉状活性炭。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
(1)将100g废粉状活性炭加入由甲苯和盐酸组成的混合溶剂中，其中，混合溶剂中，盐酸的摩尔浓度为5mol/L；所述甲苯和盐酸的质量比为4∶1；搅拌，加热回流，回流温度为150℃，回流时间为8h，冷却后过滤，所得滤渣经200g丙酮洗涤后干燥、粉碎，得到洗涤后的废粉状活性炭；
(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，其中，腐殖酸的质量为废粉状活性炭质量的1％，得混合物；将该混合物经紫外光照射处理，光固机紫外光主波长为365nm，功率密度为50W/cm2，光固机功率为1000W，照射时间为50min，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；
(3)在步骤(2)所得的10g废粉状活性炭1L加入质量百分浓度为30％的NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，碱解反应温度为150℃，时间为8h，反应完毕后过滤，所得滤渣经丙酮洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭。
实施例2：
一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
(1)将100g废粉状活性炭加入由二甲苯和盐酸组成的混合溶剂中，其中，混合溶剂中，盐酸的摩尔浓度为5.5mol/L；所述二甲苯和盐酸的质量比为5∶1；搅拌，加热回流，回流温度为100℃，回流时间为10h，冷却后过滤，所得滤渣经200g乙醇洗涤后干燥，得到洗涤后的废粉状活性炭；
(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，其中，腐殖酸的质量为废粉状活性炭质量的0.5％，得混合物；将该混合物经紫外光照射处理，光固机紫外光主波长为365nm，功率密度为100W/cm2，光固机功率为800W，照射时间为40min，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；
(3)在步骤(2)所得的10g废粉状活性炭1L加入质量百分浓度为35％的NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，碱解反应温度为180℃，时间为10h，反应完毕后过滤，所得滤渣经丙酮洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭，经检测，所得再生的粉状活性炭的再生率为89％。
实施例3：
一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
(1)将100g废粉状活性炭加入由环己烷和盐酸组成的混合溶剂中，其中，混合溶剂中，盐酸的摩尔浓度为6mol/L；所述环己烷和盐酸的质量比为3∶1；搅拌，加热回流，回流温度为200℃，回流时间为5h，冷却后过滤，所得滤渣经200g乙醇洗涤后干燥，得到洗涤后的废粉状活性炭；
(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，其中，腐殖酸的质量为废粉状活性炭质量的1.5％，得混合物；将该混合物经紫外光照射处理，光固机紫外光主波长为365nm，功率密度为100W/cm2，光固机功率为600W，照射时间为60min，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；
(3)在步骤(2)所得的10g废粉状活性炭1L加入质量百分浓度为40％的NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，碱解反应温度为200℃，时间为6h，反应完毕后过滤，所得滤渣经丙酮洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭，经检测，所得再生的粉状活性炭的再生率为90％。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (6)

1.一种粉状活性炭的再生方法，包括以下步骤：
(1)将废粉状活性炭加入由亲油性有机溶剂和盐酸组成的混合溶剂中，搅拌，加热回流，冷却后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到洗涤后的废粉状活性炭；
(2)将腐殖酸溶液与步骤(1)所得的洗涤后的废粉状活性炭混合，得混合物；将所述混合物经紫外光照射处理，得到经紫外光照处理的废粉状活性炭；
(3)在步骤(2)所得的废粉状活性炭加入NaOH溶液中，升温搅拌进行碱解反应，反应完毕后过滤，所得滤渣经亲水性有机溶剂洗涤后干燥，得到再生的粉状活性炭。
2.根据权利要求1所述的粉状活性炭的再生方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述亲油性有机溶剂为甲苯、二甲苯，丙酮、环己烷中的多种，所述混合溶剂中，盐酸的摩尔浓度为5～6mol/L；所述亲油性有机溶剂和盐酸的质量比为3～5∶1；所述加热回流温度为100～200℃，回流时间为5～10h。
3.根据权利要求1所述的粉状活性炭的再生方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述亲水性有机溶剂的质量为废粉状活性炭质量的200％～250％，所述亲水性有机溶剂为丙酮、乙醇、甲醇、乙腈中的多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的粉状活性炭的再生方法，其特征在于，所述步骤(2)中，腐殖酸的质量为废粉状活性炭质量的0.5％～1.5％。
5.根据权利要求4所述的粉状活性炭的再生方法，其特征在于，所述紫外光照射处理中，光固机紫外光主波长为365nm，功率密度为50～100W/cm2，光固机功率为500W～1000W，照射时间为30min～60min。
6.根据权利要求5所述的粉状活性炭的再生方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述NaOH溶液的质量百分浓度为30％～40％，NaOH溶液与废粉状活性炭的比值为1L∶5～10g；碱解反应温度为150℃～200℃，时间为5～10h。
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