CN113231014A - 一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 - Google Patents
一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113231014A CN113231014A CN202110393846.6A CN202110393846A CN113231014A CN 113231014 A CN113231014 A CN 113231014A CN 202110393846 A CN202110393846 A CN 202110393846A CN 113231014 A CN113231014 A CN 113231014A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass
- activated carbon
- polydopamine composite
- preparation
- polydopamine
- 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.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 138
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 title claims abstract description 70
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 14
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 4
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 claims 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 241000758789 Juglans Species 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010043275 Teratogenicity Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000007886 mutagenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000299 mutagenicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000211 teratogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法，包括以下步骤：(1)将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌均匀，然后再加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质，继续搅拌均匀，过滤洗涤、烘干后得生物质聚多巴胺复合材料；(2)将所述生物质聚多巴胺复合材料焙烧，冷却后与活化剂混合研磨，再置于管式炉中高温活化，然后用酸洗至中性，烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。本发明的制备方法简便易于操作，制得的复合活性炭具有成本低廉、疏水性强、比表面积大、原材料环保等优点，适合高湿环境下吸附捕集低浓度VOCs。
Description
技术领域
本发明涉及吸附剂制备技术领域，尤其是一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法。
背景技术
挥发性有机污染物(VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶形成的关键前驱体，对人体具有致癌性、致畸性、致突变性，即使低浓度长时间暴露也会严重威胁人体健康。同时也不利于植物对病虫害的抵抗，造成农作物病化、减产等。
国内外发展了多种VOCs控制技术，根据是否对VOCs进行回收，可分为销毁技术和回收技术。销毁技术包括热力燃烧法、催化燃烧法、光催化氧化法，生物法，等离子体法等；回收技术包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等。大多数销毁技术不可避免地会产生一些有毒的副产物如：NOx、O3、二次有机气溶胶等。吸附技术具有成本低、无二次污染、去除效率高、技术成熟、运行费用低和吸附剂可再生利用等特点，是我国工业中应用最为广泛的VOCs控制技术，主要用于低浓度、高通量VOCs的处理。
活性炭由于具有价格低廉、吸附效率高、稳定性好和再生率高等优点，在VOCs吸附领域的应用最为广泛。实际工业有机废气中常存在大量水汽，水分子与VOCs的竞争吸附严重影响了VOCs吸附性能。尤其活性炭表面存在大量含氧官能团，加剧了水蒸气对吸附的负面影响。在疏水活性炭的制备方面已有相关专利，参阅：发明专利201810263723.9“一种疏水型活性炭的制备方法”；发明专利202010187049.8“一种用于处理高湿度VOCs的疏水活性炭吸附剂及其制备方法”；发明专利201611255627.7“一种制备超疏水活性炭的方法”。以上方法虽然能提高活性炭的疏水性能，但在制备过程中加入的低表面能物质会堵塞部分孔隙，导致活性炭吸附容量变小。因此，开发一种疏水性强、VOCs吸附容量高的活性炭显得尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法，解决现有技术中活性炭高湿环境中疏水性能差、吸附容量低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌均匀，然后再加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质，继续搅拌均匀，过滤洗涤、烘干后得生物质聚多巴胺复合材料；
(2)将所述生物质聚多巴胺复合材料焙烧，冷却后与活化剂混合研磨，再置于管式炉中高温活化，然后用酸洗至中性，烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
其进一步技术方案为：
所述步骤(1)中，所述水和所述乙醇体积比为(1.5～3.5)∶1，所述乙醇和所述氨水的体积比为(20～100)∶1。
所述步骤(1)中，所述多巴胺盐酸盐水溶液与所述生物质的质量比为1∶(10～20)。
所述多巴胺盐酸盐水溶液的浓度为2～5mg/mL。
所述步骤(1)中，将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌30min，加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质之后，继续搅拌24～30h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干。
所述步骤(2)中，将所述生物质聚多巴胺复合材料在管式炉中400～800℃下焙烧1～3h，冷却后与活化剂混合研磨，置于管式炉中600～900℃下活化1～2h。
高温活化后，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，80～110℃烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
所述生物质聚多巴胺复合材料与所述活化剂的质量比为1∶(2～4)。
所述活化剂为KOH、K2CO3、ZnCl2中的任意一种；所述生物质为锯末、稻壳、核桃壳中的任意一种。
一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭，由上述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法制得。
本发明的有益效果如下：
本发明制备方法简单，采用环境友好、成本低廉的原料获得疏水性强、吸附容量高的活性炭。改善了活性炭疏水性能差的问题，同时解决了现有疏水吸附材料吸附容量低、成本高的缺点。采用生物质材料对环境保护和资源再利用起到重要作用。
本发明制得的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭对高湿环境中低浓度VOCs具有良好的吸附效果，适合用于高湿烟气中VOCs处理。
附图说明
图1为本发明具体实施例一中锯末聚多巴胺复合活性炭的制备工艺图。
图2为本发明具体实施例一制得的锯末聚多巴胺复合活性炭的SEM照片。
图3为本发明制得的生物质聚多巴胺活性炭与商用活性炭的吸附容量图。
具体实施方式
以下说明本发明的具体实施方式。
本实施例的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌均匀，然后再加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质，继续搅拌均匀，过滤洗涤、烘干后得生物质聚多巴胺复合材料；
(2)将生物质聚多巴胺复合材料焙烧，冷却后与活化剂混合研磨，再置于管式炉中高温活化，然后用酸洗至中性，烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
上述实施例中，步骤(1)中，水和乙醇体积比为(1.5～3.5)∶1，乙醇和氨水的体积比为(20～100)∶1。
上述实施例中，步骤(1)中，多巴胺盐酸盐水溶液与生物质的质量比为1∶(10～20)。
上述实施例中，多巴胺盐酸盐水溶液的浓度为2～5rng/mL。
上述实施例中，步骤(1)中，将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌30min，加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质之后，继续搅拌24～30h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干。
上述实施例中，步骤(2)中，将生物质聚多巴胺复合材料在管式炉中400～800℃下焙烧1～3h，冷却后与活化剂混合研磨，置于管式炉中600～900℃下活化1～2h。高温活化后，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，80～11O℃烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
上述实施例中，生物质聚多巴胺复合材料与活化剂的质量比为1∶(2～4)。
上述实施例中，活化剂为KOH、K2CO3、ZnCl2中的任意一种。
上述实施例中，生物质为锯末、稻壳、核桃壳中的任意一种。
上述实施例的生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，将疏水聚多巴胺碳负载在生物质碳表面，制备的生物质聚多巴胺复合活性炭如图2所示，图2中可见聚多巴胺碳球均匀的粘附在生物质碳表面，其疏水性强、孔结构发达。该结构在高湿环境下对VOCs具有较高的吸附容量，且成本低，原材料环保。
以下说明本实施例的具体实施方式：
具体实施例一：如图1所示，锯末聚多巴胺复合活性炭的制备方法，包括如下步骤：
(1)将360mL水、160mL乙醇和1.6mL氨水混合，在室温下搅拌30min，称取多巴胺盐酸2g溶于40mL水，加入混合溶液中，称取40g锯末加入，继续搅拌30h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干，得到锯末聚多巴胺复合材料；
(2)将得到的复合材料置于管式炉中800℃下焙烧2h，冷却后与KOH以质量比1∶4混合研磨，置于管式炉中700℃活化1h，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，110℃烘干后得到锯末聚多巴胺复合活性炭。
取上述制备的锯末聚多巴胺复合活性炭0.1g置于固定床反应器(直径1cm)中，将管式炉炉温调至40℃，通入氮气吹扫11h，然后通入流量为1L/min、浓度为120mg/m3的甲苯气体，测试干态条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。另外，采用微量注射泵和加热器使气体湿度为60％，测试RH60％条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。经计算，干态下，复合活性炭对甲苯的吸附容量为202mg/g，RH60％条件下，吸附容量为169mg/g，下降了16％。
具体实施例二：
(1)将360mL水、160mL乙醇和1.6mL氨水混合，在室温下搅拌30min，称取多巴胺盐酸2.7g溶于40mL水，加入混合溶液中，称取30g稻壳加入，继续搅拌24h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干，得到稻壳聚多巴胺复合材料；
(2)将得到的复合材料置于管式炉中700℃下焙烧2h，冷却后与K2CO3以质量比1∶3混合研磨，置于管式炉中700℃活化1h，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，100℃烘干后得到稻壳聚多巴胺复合活性炭。
取上述制备的稻壳聚多巴胺复合活性炭0.1g置于固定床反应器(直径1cm)中，将管式炉炉温调至40℃，通入氮气吹扫1h，然后通入流量为1L/min、浓度为120mg/m3的甲苯气体，测试干态条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。另外，采用微量注射泵和加热器使气体湿度为60％，测试RH60％条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。经计算，干态下，复合活性炭对甲苯的吸附容量为137mg/g，RH60％条件下，吸附容量为122mg/g，下降了11％。
具体实施例三
(1)将360mL水、160mL乙醇和1.6mL氨水混合，在室温下搅拌30min，称取多巴胺盐酸1.5g溶于40mL水，加入混合溶液中，称取15g核桃壳加入，继续搅拌30h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干，得到核桃壳聚多巴胺活性炭；
(2)将得到的复合材料置于管式炉中400℃下焙烧1h，冷却后与ZnCl2以质量比1∶4混合研磨，置于管式炉中900℃活化1.5h，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，90℃烘干后得到核桃壳聚多巴胺复合碳材料。
取上述制备的稻壳聚多巴胺复合活性炭0.1g置于固定床反应器(直径1cm)中，将管式炉炉温调至40℃，通入氮气吹扫1h，然后通入流量为1L/min、浓度为120mg/m3的甲苯气体，测试干态条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。另外，采用微量注射泵和加热器使气体湿度为60％，测试RH60％条件下，复合活性炭对甲苯的吸附能力。经计算，干态下，复合活性炭对甲苯的吸附容量为193mg/g，RH60％条件下，吸附容量为161mg/g，下降了17％
对比例：
取商用煤质活性炭0.1g置于固定床反应器(直径1cm)中，将管式炉炉温调至40℃，通入氮气吹扫1h，然后通入流量为1L/min、浓度为120mg/m3的甲苯气体，测试干态条件下，商业活性炭对甲苯的吸附能力。另外，采用微量注射泵和加热器使气体湿度为60％，测试RH60％条件下，商业活性炭对甲苯的吸附能力。经计算，干态下，商业煤质活性炭对甲苯的吸附容量为74mg/g，RH60％条件下，吸附容量为51mg/g，下降了31％。
如图3所示，为具体实施例一、二、三制得的复合活性炭与对比例采用的商用煤质活性炭在干态条件下和RH60％条件下对甲苯(120mg/m3)的吸附性能对比图，由图可知，干态条件下，由于比表面积和孔容较大，本实施例制得的活性炭具有高吸附性能；在RH60％条件下，由于负载的聚多巴胺碳本身比表面积大，弥补了聚多巴胺碳粘附在生物质碳表面而减少的孔隙，同时其石墨化程度强，使本实施例制得到活性炭保持高吸附性能的同时保证了良好的疏水性能。
Claims (10)
1.一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌均匀，然后再加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质，继续搅拌均匀，过滤洗涤、烘干后得生物质聚多巴胺复合材料；
(2)将所述生物质聚多巴胺复合材料焙烧，冷却后与活化剂混合研磨，再置于管式炉中高温活化，然后用酸洗至中性，烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
2.根据权利要求1所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述水和所述乙醇体积比为(1.5～3.5)∶1，所述乙醇和所述氨水的体积比为(20～100)∶1。
3.根据权利要求2所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述多巴胺盐酸盐水溶液与所述生物质的质量比为1∶(10～20)。
4.根据权利要求3所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述多巴胺盐酸盐水溶液的浓度为2～5mg/mL。
5.根据权利要求4所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将水、乙醇和氨水混合，在室温下搅拌30min，加入多巴胺盐酸盐水溶液和生物质之后，继续搅拌24～30h，过滤洗涤，置于80℃烘箱烘干。
6.根据权利要求4所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将所述生物质聚多巴胺复合材料在管式炉中400～800℃下焙烧1～3h，冷却后与活化剂混合研磨，置于管式炉中600～900℃下活化1～2h。
7.根据权利要求6所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，高温活化后，用1mol/L的盐酸和水洗涤至中性，80～11O℃烘干后得到生物质聚多巴胺复合碳材料。
8.根据权利要求6所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，所述生物质聚多巴胺复合材料与所述活化剂的质量比为1∶(2～4)。
9.根据权利要求1所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法，其特征在于，所述活化剂为KOH、K2CO3、ZnCl2中的任意一种；所述生物质为锯末、稻壳、核桃壳中的任意一种。
10.一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭，其特征在于，由权利要求1-9任一所述的疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭的制备方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110393846.6A CN113231014A (zh) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | 一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110393846.6A CN113231014A (zh) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | 一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113231014A true CN113231014A (zh) | 2021-08-10 |
Family
ID=77127999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110393846.6A Pending CN113231014A (zh) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | 一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113231014A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114212789A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-22 | 安徽工程大学 | 一种超疏水生物质基碳材料的构筑方法 |
| CN115970644A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-18 | 东南大学 | 一种卤化改性的疏水型果壳基活性炭及其制备与应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104148031A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-19 | 华南理工大学 | 一种高比表面积聚多巴胺碳材料的制备方法 |
| CN107442084A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-12-08 | 华南理工大学 | 一种优先吸附乙烷的聚多巴胺‑沥青基复合多孔碳吸附材料及其制备方法与应用 |
| CN111517325A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 青海大学 | 一种聚多巴胺修饰生物质碳材料的制备方法及其应用 |
-
2021
- 2021-04-12 CN CN202110393846.6A patent/CN113231014A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104148031A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-19 | 华南理工大学 | 一种高比表面积聚多巴胺碳材料的制备方法 |
| CN107442084A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-12-08 | 华南理工大学 | 一种优先吸附乙烷的聚多巴胺‑沥青基复合多孔碳吸附材料及其制备方法与应用 |
| CN111517325A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 青海大学 | 一种聚多巴胺修饰生物质碳材料的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MEIPING ZHU, ET AL: "Hydrophobic N-doped porous biocarbon from dopamine for highselective adsorption of p-Xylene under humid conditions", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 * |
| XINGJIE WANG, ET AL: "novel C-PDA adsorbents with high uptake and preferential adsorption of ethane over ethylene", 《CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114212789A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-22 | 安徽工程大学 | 一种超疏水生物质基碳材料的构筑方法 |
| CN115970644A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-18 | 东南大学 | 一种卤化改性的疏水型果壳基活性炭及其制备与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102423688B (zh) | 一种用于净化低浓度磷化氢的核桃壳活性炭吸附剂的制备方法 | |
| CN1331571C (zh) | 催化氧化烟气脱汞方法 | |
| CN113231014A (zh) | 一种疏水型生物质聚多巴胺复合活性炭及其制备方法 | |
| CN104841441B (zh) | 一种水解‑氧化耦合法净化hcn的催化剂制备方法及应用 | |
| CN114835142B (zh) | 一种从工业窑炉尾气中回收二氧化碳并生产碳酸锂的方法 | |
| CN108434956A (zh) | 生活垃圾焚烧烟气超净处理工艺及系统 | |
| CN108126660A (zh) | 一种基于浸渍活性炭的co2固体吸附剂、制备方法及其用途 | |
| CN102000547A (zh) | 氯化亚铜改性蜂窝活性炭吸附材料及其制备方法 | |
| CN113976078A (zh) | 一种剑麻纤维基生物质活性炭及其制备方法和应用 | |
| CN206676184U (zh) | 一种工业喷涂废气净化处理系统 | |
| CN110201661B (zh) | 一种多孔阵列结构的锰基生物炭及其制备方法和应用 | |
| CN102068960B (zh) | 吸附氮氧化物蜂窝活性炭吸附剂的再生方法 | |
| CN116459795A (zh) | 一种用于废水除铅的水处理材料及其制备方法和应用 | |
| CN112473622B (zh) | 用于吸附高浓度含酚废水的改性生物炭及其制备方法 | |
| CN103551137A (zh) | 一种骨架为污泥基活性炭的固体催化剂的制备及其应用 | |
| CN209138341U (zh) | 一种新型VOCs吸附活化脱附低温催化处理装置 | |
| CN101260020B (zh) | 一种含苯废水处理及回收苯的方法 | |
| CN110681238A (zh) | 改性粉煤灰处理VOCs的新工艺 | |
| CN111375383A (zh) | 一种so2吸附材料的制备方法和应用 | |
| CN110860276A (zh) | 一种二噁英与重金属吸附剂及其制备方法 | |
| CN110898818B (zh) | 一种处理含二硝基甲苯废水的吸附树脂的制备方法和应用 | |
| CN113856632B (zh) | 一种仿核壳结构co2吸附剂及其制备与应用 | |
| CN211585899U (zh) | 一种改性粉煤灰处理VOCs的装置 | |
| CN117244581B (zh) | 一种低温脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN117160187B (zh) | 一种VOCs吸附浓缩催化燃烧处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210810 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |