CN114452959A - 一种简单高效的吸附剂复合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于吸附剂技术领域，尤其是一种简单高效的吸附剂复合方法，包括以下步骤：S1：取材：取用50g‑70g的硅藻土、5g‑10g的活性炭、15g‑20g的玻璃微珠、30g‑40g的膨润土、15g‑35g的氯化钙、8g‑16g的膨胀石墨及28g‑33g的聚氧化乙烯；S2：配制炭化剂溶液：将10g‑15g的乙酸钙、20g‑30g的柠檬酸及0.5g‑2g的硝酸锆分别溶于25mL的去离子水中配制出炭化剂溶液。本发明能够实现高效吸附，步骤简单，且是对吸附剂进行多层次的改性，通过树脂改性，将树脂融入该吸附剂中使其对有机物具有浓缩和分离作用，通过HCL改性，通过添加少量HCl和蒸汽能够提高吸附剂的耐烧结性，通过有机酸改性和金属氧化物改性配合，能够改善吸附剂的孔隙结构，增大吸附剂的孔表面积，提高其物质穿透性能。

Description

一种简单高效的吸附剂复合方法
技术领域
本发明涉及吸附剂技术领域，尤其涉及一种简单高效的吸附剂复合方法。
背景技术
吸附剂也称吸收剂，这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面，使液态微量化合物添加剂变为固态化合物，有利于实施均匀混合，是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质，具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构，对吸附质有强烈的吸附能力，一般不与吸附质和介质发生化学反应，制造方便、容易再生。
但是现有的吸附剂在复合的过程中步骤繁琐，且复合出来的吸附剂吸附效率低，并且也未能对其进行改性，导致其功能较为单一，且吸附剂在复合的过程中易出现松散、分层和脱落的情况，进而降低了其机械性能。因此，我们提出了一种改进后的简单高效的吸附剂复合方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种简单高效的吸附剂复合方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种简单高效的吸附剂复合方法，包括以下步骤：
S1：取材：取用50g-70g的硅藻土、5g-10g的活性炭、15g-20g的玻璃微珠、30g-40g的膨润土、15g-35g的氯化钙、8g-16g的膨胀石墨及28g-33g的聚氧化乙烯；
S2：配制炭化剂溶液：将10g-15g的乙酸钙、20g-30g的柠檬酸及0.5g-2g的硝酸锆分别溶于25mL的去离子水中配制出炭化剂溶液；
S3：炭化处理：将S1中准备的硅藻土、活性炭和膨润土加入至S2中配好的溶液中，充分混合后进行干燥和焙烧处理，最终将硅藻土、活性炭和膨润土进行炭化处理；
S4：制备吸附剂：将氯化钙和聚氧化乙烯进行充分混合搅拌得到前驱液，然后在前驱液中加入膨胀石墨进行充分混合溶解得到混合液，再将玻璃微珠以及S3中炭化后的硅藻土、活性炭和膨润土加入该混合液中进行混合搅拌，最后经过干燥压制形成吸附剂颗粒；
S5：吸附剂改性：将S4中的吸附剂颗粒依次经过树脂改性、HCL改性、金属氧化物改性和有机酸改性。
优选地，所述S2中金属离子与柠檬酸的总摩尔比约为1:2，且S2中的炭化剂溶液还需加入60℃-85℃的高温水浴中搅拌1h-1.5h以保证溶质被充分溶解。
优选地，所述S3中干燥处理的流程是将混合溶液放入干燥箱中，在150℃-200℃的高温环境下干燥14h-20h干燥成固体，且焙烧处理的流程是将干燥后的固体研磨成均匀粉末状，在常压下放入900℃-1200℃的马弗炉中焙烧3h-6h。
优选地，所述S4中干燥压制的流程是将混合搅拌后的溶液放入干燥箱中，在80℃-90℃的环境下干燥4h-6h形成固体，将该固体取出放到压制机下，在10MPa-15MPa的环境下压制。
优选地，所述S5中树脂改性主要包括共聚体的合成及氯甲基化反应、氯球引入功能基的反应和吸附树脂的合成。
优选地，所述S5中HCL改性主要包括在碳酸化过程中添加盐酸、混合加热搅拌和通入高温蒸汽。
优选地，所述S5中金属氧化物改性主要包括将吸附剂颗粒与天然石灰石进行煅烧和将吸附剂颗粒进行酸性氧化。
优选地，所述S5中有机酸改性主要包括醋酸酸化、草酸酸化和乳酸酸化。
本发明的有益效果为：
1、首先，通过四步即可复合出吸附剂，更加简单，提高了复合效率，并且以玻璃微珠为主要原材料，降低了吸附剂对活性炭的依赖，有效降低了吸附剂的成本，同时进行碳化处理能够提高颗粒比面积的丰富多孔结构，吸附剂更加疏散多孔，进行实现高效吸附；
2、其次，本发明更为重要的是对吸附剂进行多层次的改性，通过树脂改性，将树脂融入该吸附剂中使其对有机物具有浓缩和分离作用，通过HCL改性，通过添加少量HCl和蒸汽能够提高吸附剂的耐烧结性，通过有机酸改性和金属氧化物改性配合，能够改善吸附剂的孔隙结构，增大吸附剂的孔表面积，提高其物质穿透性能，进而使得该吸附剂功能多样化；
3、最后，在复合过程中增加了膨胀石墨与氯化钙的混合，提高了吸附剂的传热传质能力，防止吸附剂的结块，同时通过聚氧化乙烯的加入，避免了吸附剂发生松散、分层、脱落等现象，提高了吸附剂的机械性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种简单高效的吸附剂复合方法的流程结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1，参照图1，一种简单高效的吸附剂复合方法，包括以下步骤：
S1：取材：取用50g-70g的硅藻土、5g-10g的活性炭、15g-20g的玻璃微珠、30g-40g的膨润土、15g-35g的氯化钙、8g-16g的膨胀石墨及28g-33g的聚氧化乙烯；
S2：配制炭化剂溶液：将10g-15g的乙酸钙、20g-30g的柠檬酸及0.5g-2g的硝酸锆分别溶于25mL的去离子水中配制出炭化剂溶液；
作为本发明的进一步改进方案，S2中金属离子与柠檬酸的总摩尔比约为1:2，S2中的炭化剂溶液还需加入60℃-85℃的高温水浴中搅拌1h-1.5h以保证溶质被充分溶解；
S3：炭化处理：将S1中准备的硅藻土、活性炭和膨润土加入至S2中配好的溶液中，充分混合后进行干燥和焙烧处理，最终将硅藻土、活性炭和膨润土进行炭化处理；
作为本发明的进一步改进方案，S3中干燥处理的流程是将混合溶液放入干燥箱中，在150℃-200℃的高温环境下干燥14h-20h干燥成固体，焙烧处理的流程是将干燥后的固体研磨成均匀粉末状，在常压下放入900℃-1200℃的马弗炉中焙烧3h-6h；
通过S2与S3的结合，能够以玻璃微珠为主要原材料，降低了吸附剂对活性炭的依赖，有效降低了吸附剂的成本，同时进行碳化处理能够提高颗粒比面积的丰富多孔结构，吸附剂更加疏散多孔，进行实现高效吸附；
S4：制备吸附剂：将氯化钙和聚氧化乙烯进行充分混合搅拌得到前驱液，然后在前驱液中加入膨胀石墨进行充分混合溶解得到混合液，再将玻璃微珠以及S3中炭化后的硅藻土、活性炭和膨润土加入该混合液中进行混合搅拌，最后经过干燥压制形成吸附剂颗粒；
作为本发明的进一步改进方案，S4中干燥压制的流程是将混合搅拌后的溶液放入干燥箱中，在80℃-90℃的环境下干燥4h-6h形成固体，将该固体取出放到压制机下，在10MPa-15MPa的环境下压制；
通过S4能够在复合过程中增加了膨胀石墨与氯化钙的混合，提高了吸附剂的传热传质能力，防止吸附剂的结块，同时通过聚氧化乙烯的加入，避免了吸附剂发生松散、分层、脱落等现象，提高了吸附剂的机械性能。
实施例2，参照图1，本实施例是在实施例1的基础上进行优化，具体是：一种简单高效的吸附剂复合方法，还包括以下的一个步骤：
S5：吸附剂改性：将S4中的吸附剂颗粒依次经过树脂改性、HCL改性、金属氧化物改性和有机酸改性；
作为本发明的进一步改进方案，S5中树脂改性主要包括共聚体的合成及氯甲基化反应、氯球引入功能基的反应和吸附树脂的合成；
更为具体的是：第一，将一定量的苯乙烯、二乙烯苯与不同组成的致孔剂一起按常规方法进行悬浮共聚，然后抽提出致孔剂，将制得的大孔共聚体以硝基苯作溶胀剂，二氯化锌为催化剂，同氯甲醚进行氯甲基化反应，制得氯甲基化共聚体；第二，用硝基苯为溶胀剂，二氧化锌为催化剂，分别与含各种蔡环化合物的硝基苯溶液在一定条件下进行付氏反应，制得带有部分蔡环化合物的氣球；第三，以硝基苯为溶胀剂、二氯化锌为催化剂，在一定条件下进行后交联反应，制得各种吸附树脂；
作为本发明的进一步改进方案，S5中HCL改性主要包括在碳酸化过程中添加盐酸、混合加热搅拌和通入高温蒸汽；
作为本发明的进一步改进方案，S5中金属氧化物改性主要包括将吸附剂颗粒与天然石灰石进行煅烧和将吸附剂颗粒进行酸性氧化；
作为本发明的进一步改进方案，S5中有机酸改性主要包括醋酸酸化、草酸酸化和乳酸酸化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：取材：取用50g-70g的硅藻土、5g-10g的活性炭、15g-20g的玻璃微珠、30g-40g的膨润土、15g-35g的氯化钙、8g-16g的膨胀石墨及28g-33g的聚氧化乙烯；
S2：配制炭化剂溶液：将10g-15g的乙酸钙、20g-30g的柠檬酸及0.5g-2g的硝酸锆分别溶于25mL的去离子水中配制出炭化剂溶液；
S3：炭化处理：将S1中准备的硅藻土、活性炭和膨润土加入至S2中配好的溶液中，充分混合后进行干燥和焙烧处理，最终将硅藻土、活性炭和膨润土进行炭化处理；
S4：制备吸附剂：将氯化钙和聚氧化乙烯进行充分混合搅拌得到前驱液，然后在前驱液中加入膨胀石墨进行充分混合溶解得到混合液，再将玻璃微珠以及S3中炭化后的硅藻土、活性炭和膨润土加入该混合液中进行混合搅拌，最后经过干燥压制形成吸附剂颗粒；
S5：吸附剂改性：将S4中的吸附剂颗粒依次经过树脂改性、HCL改性、金属氧化物改性和有机酸改性。
2.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S2中金属离子与柠檬酸的总摩尔比约为1:2，且S2中的炭化剂溶液还需加入60℃-85℃的高温水浴中搅拌1h-1.5h以保证溶质被充分溶解。
3.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S3中干燥处理的流程是将混合溶液放入干燥箱中，在150℃-200℃的高温环境下干燥14h-20h干燥成固体，且焙烧处理的流程是将干燥后的固体研磨成均匀粉末状，在常压下放入900℃-1200℃的马弗炉中焙烧3h-6h。
4.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S4中干燥压制的流程是将混合搅拌后的溶液放入干燥箱中，在80℃-90℃的环境下干燥4h-6h形成固体，将该固体取出放到压制机下，在10MPa-15MPa的环境下压制。
5.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S5中树脂改性主要包括共聚体的合成及氯甲基化反应、氯球引入功能基的反应和吸附树脂的合成。
6.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S5中HCL改性主要包括在碳酸化过程中添加盐酸、混合加热搅拌和通入高温蒸汽。
7.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S5中金属氧化物改性主要包括将吸附剂颗粒与天然石灰石进行煅烧和将吸附剂颗粒进行酸性氧化。
8.根据权利要求1所述的一种简单高效的吸附剂复合方法，其特征在于，所述S5中有机酸改性主要包括醋酸酸化、草酸酸化和乳酸酸化。
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