CN108554375A - 一种改性活性炭吸附剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性活性炭吸附剂的方法，属于吸附剂改性技术领域。本发明将经水清洗除杂的活性炭置于高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理1~60min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；将预处理活性炭置于水的亚临界状态或超临界状态下处理1~30min，冷却至温度不高于100℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂。本发明方法，操作简单，无污染，改性效率高，残余液体可直接排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性活性炭吸附剂的方法，属于活性炭改性技术领域。
背景技术
活性炭是以木材、果壳、煤、石油或者沥青为原料，经过炭化、活化等过程，制成的一种无定形炭。它具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，被广泛应用于环境保护领域中。随着我国工业化进程的大发展，环境污染中的三大污染（大气污染、水体污染和土壤污染）情况日益加剧。目前大气污染的来源有工业生产过程的排放、燃料燃烧、交通运输过程的排放、农业活动的排放等，其污染物包括氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机物、光化学氧化物以及颗粒物等。水体污染的主要来源有工业废水、生活污水和农业污水等，其污染物包括酸、碱、氮、磷、重金属、悬浮物、有机农药、有机毒物等。土壤污染物主要有无机污染物（酸、碱、重金属、盐类等）和有机污染物（有机农药、合成洗涤剂等）。利用不同方法改性后的活性炭，可以用于三大污染中污染物的吸附脱除。
大部分的商用活性炭无法满足实际应用，需要针对不同的研究对其进行改性。改性的方法包括表面结构的改性方法和表面化学性质的改性方法。通过提高活性炭的比表面积，增加吸附容量，提高吸附性能。通过改变活性炭表面的化学性质，来满足其对特定物质的吸附。
目前活性炭改性的方法存在工艺繁琐、能耗高、化学试剂用量高等问题。
发明内容
针对现有技术中活性炭改性方法存在的工艺繁琐、能耗高、化学试剂用量高的问题，本发明提供一种苯酚吸附剂再生与苯酚无害化处理的方法，以亚临界或超临界水为媒介，改性活性炭，本发明方法具有操作简单、化学改性剂少或无的特点。
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭置于高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理1~60min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为 32~85℃，压力为7.3~25MPa；
（2）将步骤（1）所得预处理活性炭置于水的亚临界状态或超临界状态下处理1~30min，冷却至温度不高于100℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中水的亚临界状态的温度为200~374℃，压力为15~22MPa，水的超临界状态的温度为374~550℃，压力为22.1~35MPa；
进一步地，所述步骤（2）水的亚临界状态或超临界状态下处理预处理活性炭时还添加改性剂，改性剂为HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3、CH3COOH、NaOH、KOH、NH3·H2O、H2O2、O2或O3；
以水的体积计算，所述HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3、CH3COOH、NaOH、KOH、NH3·H2O的浓度为0~5 mol/L；
以水的质量计算，所述H2O2质量浓度为0~30%；
所述O2或O3的流速为0.5~2.5m3/h；
所述步骤（2）中活性炭与水的质量比为1:(1~10)；
所述活性炭为木质活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭的一种或多种，活性炭的比表面积为400~2000 m2/g；
所述步骤（2）中使水达到亚临界状态或超临界状态的加热升温的升温速率为3~10℃/min；
所述高温高压反应釜可以为间歇式反应釜，也可以为连续式反应釜。
本发明在连续反应釜中进行时，可以将活性炭放入反应釜中，待达到设定温度时，加入水和/或改性剂进行反应；在间歇式反应釜中进行时，可以将活性炭、水和/或改性剂同时加入釜体中进行反应。
本发明的有益效果：
（1）本发明利用无色无味无毒的超临界二氧化碳，在温和条件下完成活性炭的预处理；在无改性剂条件下在密闭反应釜中，利用超临界/亚临界水改性活性炭，显著提高比表面积，增加表面碱度；
（2）本发明方法中添加改性剂时，当釜体中为水或碱性改性剂时增加表面碱度，提高活性炭的比表面积，有利于吸附酸性物质；釜体中为酸性改性剂时增加表面酸度，提高活性炭的比表面积，有利于吸附碱性物质；
（3）本发明操作简单，化学试剂消耗少或无，改性时间短，效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：本实施例中活性炭为果壳活性炭，活性炭的比表面积为801m2/g，碘吸附值为747mg/g，总孔容为0.38cm3/g，pHPZC为7.80，pHPZC为活性炭表面的等电点电荷，反映出表面的酸碱度；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（果壳活性炭）置于间歇式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理1min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为70℃，压力为20MPa；
（2）将步骤（1）所得预处理活性炭置于水的亚临界状态下处理15min，冷却至温度为100℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到亚临界状态的加热升温的升温速率为3℃/min，活性炭与水的质量比为1:1，水的亚临界状态的温度为365℃，压力为18MPa；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为912m2/g，碘吸附值为876mg/g，总孔容为0.44cm3/g，pHPZC为7.92；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加111m2/g，碘吸附值增大129mg/g，总孔容增大0.06m3/g，pHPZC增大0.12。
实施例2：本实施例中活性炭为果壳活性炭，活性炭的比表面积为801m2/g，碘吸附值为747mg/g，总孔容为0.38cm3/g，pHPZC为7.80；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（果壳活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理15min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为80℃，压力为15MPa；
（2）将步骤（1）所得预处理活性炭置于水的亚临界状态下处理30min，冷却至温度为98℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到亚临界状态的加热升温的升温速率为3℃/min，活性炭与水的质量比为1:2，水的亚临界状态的温度为300℃，压力为21MPa；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为967m2/g，碘吸附值为904mg/g，总孔容为0.45cm3/g，pHPZC为8.15；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加166m2/g，碘吸附值增大157mg/g，总孔容增大0.11cm3/g，pHPZC增大0.35。
实施例3：本实施例中活性炭为果壳活性炭，活性炭的比表面积为801m2/g，碘吸附值为747mg/g，总孔容为0.38cm3/g，pHPZC为7.80；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（果壳活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理25min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为45℃，压力为10.5MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的亚临界状态下处理25min，冷却至温度为99℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到亚临界状态的加热升温的升温速率为5℃/min，活性炭与水的质量比为1:4，水的亚临界状态的温度为265℃，压力为15MPa，改性剂为H2O2，以水的质量计算，H2O2质量浓度为5%；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1019m2/g，碘吸附值为938mg/g，总孔容为0.48cm3/g，pHPZC为7.45；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加218m2/g，碘吸附值增大191mg/g，总孔容增大0.10cm3/g，pHPZC减少0.35。
实施例4：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为1150m2/g，碘吸附值为1078mg/g，总孔容为1.01cm3/g，pHPZC为7.32；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理60min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为32℃，压力为18MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理15min，冷却至温度为99℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为8℃/min，活性炭与水的质量比为1:5，水的超临界状态的温度为405℃，压力为22.5MPa；改性剂为H2O2，以水的质量计算，H2O2质量浓度为30%；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1416m2/g，碘吸附值为1325mg/g，总孔容为1.32cm3/g，pHPZC为6.11；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加266m2/g，碘吸附值增大247mg/g，总孔容增大0.31cm3/g，pHPZC减少1.20。
实施例5：本实施例中活性炭为果壳活性炭，活性炭的比表面积为1498m2/g，碘吸附值为1405mg/g，总孔容为1.37cm3/g，pHPZC为7.46；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（果壳活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理50min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为55℃，压力为9.5MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理25min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为6℃/min，活性炭与水的质量比为1:6，水的超临界状态的温度为425℃，压力为30MPa；改性剂为NaOH，以水的体积计算，NaOH的摩尔浓度为2mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1893m2/g，碘吸附值为1765mg/g，总孔容为1.62cm3/g，pHPZC为8.94；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加395m2/g，碘吸附值增大360mg/g，总孔容增大0.25cm3/g，pHPZC增大1.48。
实施例6：本实施例中活性炭为煤质活性炭，活性炭的比表面积为1640m2/g，碘吸附值为1583mg/g，总孔容为1.53cm3/g，pHPZC为6.85；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（煤质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理30min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为45℃，压力为20MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理5min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为3℃/min，活性炭与水的质量比为1:7，水的超临界状态的温度为445℃，压力为26MPa；改性剂为NaOH，以水的体积计算，NaOH的摩尔浓度为5mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为2158m2/g，碘吸附值为2049mg/g，总孔容为2.01cm3/g，pHPZC为9.23；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加518m2/g，碘吸附值增大466mg/g，总孔容增大0.48cm3/g，pHPZC增大2.38。
实施例7：本实施例中活性炭为果壳活性炭，活性炭的比表面积为2036m2/g，碘吸附值为1957mg/g，总孔容为1.98cm3/g，pHPZC为7.47；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（果壳活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理15min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为75℃，压力为8.5MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理5min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为5℃/min，活性炭与水的质量比为1:6，水的超临界状态的温度为550℃，压力为24MPa；改性剂为HCl，以水的体积计算，HCl的摩尔浓度为2mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为2560m2/g，碘吸附值为2443mg/g，总孔容为2.37cm3/g，pHPZC为6.43；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加524m2/g，碘吸附值增大486mg/g，总孔容增大0.39cm3/g，pHPZC减少1.04。
实施例8：本实施例中活性炭为煤质活性炭，活性炭的比表面积为1349m2/g，碘吸附值为1260mg/g，总孔容为1.28cm3/g，pHPZC为6.93；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（煤质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理35min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为45℃，压力为22MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理30min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温速率为3℃/min，活性炭与水的质量比为1:6，水的超临界状态的温度为405℃，压力为35MPa；改性剂为HCl，以水的体积计算，HCl的摩尔浓度为5mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1768m2/g，碘吸附值为1621mg/g，总孔容为1.59cm3/g，pHPZC为5.56；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加419m2/g，碘吸附值增大361mg/g，总孔容增大0.31cm3/g，pHPZC减少1.37。
实施例9：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为678m2/g，碘吸附值为627mg/g，总孔容为0.33cm3/g，pHPZC为7.52；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理22min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为85℃，压力为25MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理10min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为5℃/min，活性炭与水的质量比为1:6，水的超临界状态的温度为395℃，压力为27MPa；改性剂为O3，O3的流速为0.5m3/h；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为837m2/g，碘吸附值为764mg/g，总孔容为0.40cm3/g，pHPZC为6.87；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加159m2/g，碘吸附值增大137mg/g，总孔容增大0.07cm3/g，pHPZC减少0.65。
实施例10：本实施例中活性炭为煤质活性炭，活性炭的比表面积为458m2/g，碘吸附值为387mg/g，总孔容为0.23cm3/g，pHPZC为7.26；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（煤质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理20min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为55℃，压力为16.5MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理15min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的加热升温速率为5℃/min，活性炭与水的质量比为1:8，水的超临界状态的温度为520℃，压力为24.5MPa；改性剂为O3，O3的流速为1.5m3/h；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为579m2/g，碘吸附值为478mg/g，总孔容为0.28cm3/g，pHPZC为6.58；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加121m2/g，碘吸附值增大91mg/g，总孔容增大0.05cm3/g，pHPZC减少0.68。
实施例11：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为416m2/g，碘吸附值为377mg/g，总孔容为0.21cm3/g，pHPZC为7.52；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理55min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为60℃，压力为14.5MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理3min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为10℃/min，活性炭与水的质量比为1:10，水的超临界状态的温度为535℃，压力为35MPa；改性剂为O3，O3的流速为2.5m3/h；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为545m2/g，碘吸附值为483mg/g，总孔容为0.27cm3/g，pHPZC为6.78；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加129m2/g，碘吸附值增大106mg/g，总孔容增大0.06cm3/g，pHPZC减少0.64。
实施例12：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为945m2/g，碘吸附值为863mg/g，总孔容为0.68cm3/g，pHPZC为6.87；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理15min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为85℃，压力为7.3MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理1min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为7℃/min，活性炭与水的质量比为1:10，水的超临界状态的温度为535℃，压力为35MPa；改性剂为H2SO4，以水的体积计算，H2SO4的摩尔浓度为2mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1237m2/g，碘吸附值为1089mg/g，总孔容为0.95cm3/g，pHPZC为5.98；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加292m2/g，碘吸附值增大226mg/g，总孔容增大0.27cm3/g，pHPZC减少0.89。
实施例13：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为1438m2/g，碘吸附值为1315mg/g，总孔容为1.21m3/g，pHPZC为7.43；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理25min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为58℃，压力为21MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理15min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为4℃/min，活性炭与水的质量比为1:5，水的超临界状态的温度为505℃，压力为30MPa；改性剂为NH3H2O，以水的体积计算，NH3H2O的摩尔浓度为2mol/L；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1878m2/g，碘吸附值为1690mg/g，总孔容为1.48cm3/g，pHPZC为8.67；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加440m2/g，碘吸附值增大375mg/g，总孔容增大0.27cm3/g，pHPZC增大1.24。
实施例14：本实施例中活性炭为木质活性炭，活性炭的比表面积为1150m2/g，碘吸附值为1078mg/g，总孔容为1.01m3/g，pHPZC为7.32；
一种改性活性炭吸附剂的方法，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭（木质活性炭）置于连续式高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理35min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为65℃，压力为15MPa；
（2）在步骤（1）所得预处理活性炭中加入改性剂，然后再置于水的超临界状态下处理15min，冷却至温度为97℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中使水达到超临界状态的加热升温的升温速率为4℃/min，活性炭与水的质量比为1:5，水的超临界状态的温度为505℃，压力为30MPa；
本实施例的改性活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，本实施例的改性前后活性炭吸附剂的性能表征数据如表1所示，
表1 改性前后活性炭吸附剂的性能表征数据
从表1可知，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积为1484m2/g，碘吸附值为1365mg/g，总孔容为1.30cm3/g，pHPZC为8.41；与原活性炭吸附剂相对，本实施例的改性活性炭吸附剂的比表面积增加334m2/g，碘吸附值增大287mg/g，总孔容增大0.29cm3/g，pHPZC增大1.09。
Claims (7)
1.一种改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将经水清洗除杂的活性炭置于高温高压反应釜中，通入二氧化碳，加热升温至二氧化碳超临界状态并处理1~60min得到预处理活性炭，打开泄压阀，收集二氧化碳；其中二氧化碳超临界状态的温度为 32~85℃，压力为7.3~25MPa；
（2）将步骤（1）所得预处理活性炭置于水的亚临界状态或超临界状态下处理1~30min，冷却至温度不高于100℃，打开泄压阀，迅速降压使气液固分离，固体即为改性活性炭吸附剂；其中水的亚临界状态的温度为200~374℃，压力为15~22MPa，水的超临界状态的温度为374~550℃，压力为22.1~35MPa。
2.根据权利要求1所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：步骤（2）水的亚临界状态或超临界状态下处理预处理活性炭时还添加改性剂，改性剂为HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3、CH3COOH、NaOH、KOH、NH3·H2O、H2O2、O2或O3。
3.根据权利要求2所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：以水的体积计算，HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3、CH3COOH、NaOH、KOH、NH3·H2O的浓度为0~5 mol/L。
4.根据权利要求2所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：以水的质量计算，H2O2质量浓度为0~30%。
5.根据权利要求2所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：O2或O3的流速为0.5~2.5m3/h。
6.根据权利要求1所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：步骤（2）中活性炭与水的质量比为1:(1~10)。
7.根据权利要求1所述改性活性炭吸附剂的方法，其特征在于：活性炭为木质活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭的一种或多种，活性炭的比表面积为400~2000 m2/g。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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