CN116272860A - 一种VOCs治理的再生活性炭及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VOCs治理的再生活性炭及其制备方法，将柚皮洗净、晾干后进行预热高温煅烧、研磨后得到柚皮预碳化粉末，再将过筛后的柚皮预碳化粉末进行二次高温煅烧、研磨，得到柚皮活性炭粉末，最后将柚皮活性炭浸渍于杂多酸钼基线性聚合物和硫酸钴铵六水合物的溶液中，再进行水热反应，改性过程完成后静待降温，滤出、洗涤、烘干，得到一种VOCs治理的再生活性炭。本发明提出的一种VOCs治理的再生活性炭，具有更高的比表面积和孔体积，也具有更优异的VOCs吸附性能，同时具有良好的可再生性能，再生循环使用10次后，在室温下对1ppm甲醛的去除率可达到95%。
Description
技术领域
本发明属于再生活性炭技术领域，具体是指一种VOCs治理的再生活性炭及其制备方法。
背景技术
挥发性有机化合物（VOCs）是指从燃料燃烧、化学工业、制药公司、烟草工业、家具装潢行业等释放出来对自然环境和人类健康具有严重影响的挥发性气体有机物，VOCs可以作为前体或活性物质参与光化学氧化剂、细颗粒物、城市有机气溶胶的形成，进而对气候产生影响。VOCs还可以通过皮肤接触、吸入和消化接触对人类健康产生不利影响，为了控制空气中挥发性有机化合物的排放，过滤、吸附、膜分离等多种处理技术应运而生。其中，吸附技术因其成本低、效率高而被广泛接受。
活性炭由于吸附能力强以及成本相对较低，是挥发性有机化合物回收中应用最广泛的一种。然而，现有技术中，仅通过炭化过程制备的活性炭，比表面积和孔体积均较小，吸附VOCs性能较差，以及活性炭再生能力差和活性炭再生后吸附性能明显下降。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种VOCs治理的再生活性炭及其制备方法，有效解决现有活性炭比表面积和孔体积较小、吸附VOCs性能不佳和难以再生利用的技术问题，本发明利用柚皮作为现成的低成本材料，用于制造柚皮活性炭粉末，再使用合成的杂多酸钼基线性聚合物和硫酸钴铵六水合物对柚皮活性炭粉末进行改性，将金属离子引入活性炭可以为活性炭提供更多的吸附位点，使其由物理吸附转化为物理化学吸附，显著提高再生活性炭的吸附能力；六亚甲基四胺和1,3-二溴丙烷通过季胺化反应生成一种离子液体，引入介孔，提高比表面积和孔体积，同时H3PMo12O40提供钼源，与溴离子进行离子交换；在本发明提供的再生活性炭中Co主要以Co2+和Co3+的形式存在，Mo主要以Mo2+、Mo3+和Mo4 +的形式存在，Co3+和Mo4+具有强氧化性，可以把甲醛氧化成二氧化碳和水；本发明提供的再生活性炭具有更高的比表面积和孔体积，有利于甲醛的吸附，同时负载在再生活性炭上的金属离子可以和吸附在再生活性炭表面的甲醛分子发生催化氧化反应，使得甲醛分子被固定，因此本发明提供的再生活性炭具有更优异的VOCs吸附性能，在活性炭自身结构上有了实质性的进展以及在VOCs治理上具有实际应用价值，同时具有良好的可再生性能，再生循环使用10次后，在室温下对1ppm甲醛的吸附性可达到95%。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气150mL/min~200mL/min的流速下以5℃/min~15℃/min升温至300℃~400℃煅烧1h~2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气150mL/min~200mL/min的流速下以5℃/min~15℃/min升温至600℃~800℃煅烧2h~4h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1g~1.5g杂多酸钼基线性聚合物和1.5g~3.2g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用70Hz~90Hz超声分散10min~20min，再搅拌20min~30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到10mL~20mL溶液A中，继续使用70Hz~90Hz超声10min~30min混合均匀，在常温下浸渍2h~5h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为100℃~150℃，反应时间为2h~4h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃~100℃烘干，烘干时间为10h~12h，得到所述再生活性炭。
进一步地，所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将P(HMTA-Tr)Br、H3PMo12O40和乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min~25min，然后在30℃~60℃的恒温烘箱中反应4h~8h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
优选地，所述杂多酸钼基线性聚合物为水溶性低聚物。
进一步地，所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将六亚甲基四胺和1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min~25min，然后在100℃~150℃的恒温烘箱中反应24h~48h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
优选地，所述反应釜压力为1Mpa。
本发明提供由上述制备方法所制备得到一种VOCs治理的再生活性炭。
本发明还提供上述再生活性炭在低浓度甲醛（1ppm）吸附中的应用。
本发明还提供所述再生活性炭的电化学再生过程，包括如下步骤：
（1）在容器内加入电解质溶液与使用过的再生活性炭，80Hz~100Hz超声处理10min~30min，得到悬浮液A；
（2）然后将悬浮液A移至反应器中，电流强度为100mA~500mA，再生时间为1h~3h；
（3）将再生后的活性炭取出，用去离子水洗净，放入烘箱70℃~90℃烘干，烘干时间为12h。进一步地，所述电解质溶液为硫酸钠溶液。
优选地，所述硫酸钠溶液的浓度为0.1mol/L~0.4mol/L。
优选地，所述悬浮液A的pH为3.0~9.0。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明先对柚皮进行预热高温煅烧，再对过筛后的柚皮预碳化粉末进行二次高温煅烧，得到具有一定比表面积的柚皮活性炭粉末，有助于后续活性炭改性；
（2）本发明使用合成的杂多酸钼基线性聚合物和硫酸钴铵六水合物对柚皮活性炭粉末进行改性，将金属离子引入活性炭，为活性炭提供更多的吸附位点，使其由物理吸附转化为物理化学吸附，显著提高了吸附能力；
（3）六亚甲基四胺和1,3-二溴丙烷通过季胺化反应生成一种离子液体，引入介孔，提高比表面积和孔体积，同时H3PMo12O40提供钼源，与溴离子进行离子交换，在本发明提供的再生活性炭中Co主要以Co2+和Co3+的形式存在，Mo主要以Mo2+、Mo3+和Mo4+的形式存在，Co3+和Mo4+具有强氧化性，可以把甲醛氧化成二氧化碳和水；
（4）本发明提供的再生活性炭具有更高的比表面积和孔体积，增加了与甲醛的接触界面，同时负载在再生活性炭上的金属离子可以和吸附在再生活性炭表面的甲醛分子发生催化氧化反应，使得甲醛分子被固定，进一步提高了吸附性能；
（5）本发明提供的再生活性炭既具有更高的比表面积和孔体积，也具有更优异的VOCs吸附性能，在活性炭自身结构上有了实质性的进展以及在VOCs治理上具有实际应用价值；
（6）本发明提供的再生活性炭具有良好的可再生性能，再生循环使用10次后，室温下对1ppm甲醛的吸附性可高达95%。
附图说明
图1为本发明提出的实施例1的热重图；
图2为实施例1、对比例1、对比例2和对比例3在常温下对1ppm甲醛的吸附性能；
图3为实施例1在常温下对1ppm甲醛的长时间吸附性能；
图4为实施例1再生循环10次对1ppm甲醛的吸附性能。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
本发明所使用的无水乙醇（分析纯）和乙腈（分析纯）购自国药集团化学试剂有限公司；六亚甲基四胺（99%）和1,3-二溴丙烷（99%）购自阿拉丁；硫酸钴铵六水合物（分析纯）购自麦克林；硫酸钠（99%）购自Adamas公司。
实施例1
一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气200mL/min的流速下以5℃/min升温至300℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气200mL/min的流速下以10℃/min升温至700℃煅烧2h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1.2g杂多酸钼基线性聚合物和1.7g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用80Hz超声分散20min，再搅拌30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到15mL溶液A中，继续使用80Hz超声20min混合均匀，在常温下浸渍3h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为120℃，水热反应釜压力为1Mpa，反应时间为2h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃烘干，烘干时间为12h，得到所述再生活性炭。
其中，所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将2gP(HMTA-Tr)Br、1.6gH3PMo12O40和40mL乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min，然后在40℃的恒温烘箱中反应6h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
其中，所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将1.6g六亚甲基四胺和3.0g1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌20min，然后在100℃的恒温烘箱中反应24h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
实施例2
一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气150mL/min的流速下以10℃/min升温至400℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气150mL/min的流速下以5℃/min升温至600℃煅烧2h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1.3g杂多酸钼基线性聚合物和2g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用80Hz超声分散20min，再搅拌30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到15mL溶液A中，继续使用80Hz超声20min混合均匀，在常温下浸渍3h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为130℃，水热反应釜压力为1Mpa，反应时间为3h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃烘干，烘干时间为12h，得到所述再生活性炭。
其中，所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将2gP(HMTA-Tr)Br、1.7gH3PMo12O40和40mL乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min，然后在30℃的恒温烘箱中反应6h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
其中，所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将1.6g六亚甲基四胺和3.2g1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌20min，然后在120℃的恒温烘箱中反应24h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
实施例3
一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气180mL/min的流速下以15℃/min升温至400℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气180mL/min的流速下以5℃/min升温至700℃煅烧1h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1.5g杂多酸钼基线性聚合物和2.7g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用80Hz超声分散20min，再搅拌30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到20mL溶液A中，继续使用80Hz超声20min混合均匀，在常温下浸渍5h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为150℃，水热反应釜压力为1Mpa，反应时间为4h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃烘干，烘干时间为12h，得到所述再生活性炭。
其中，所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将2gP(HMTA-Tr)Br、1.8gH3PMo12O40和40mL乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min，然后在60℃的恒温烘箱中反应8h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
其中，所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将1.6g六亚甲基四胺和3.6g1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌20min，然后在150℃的恒温烘箱中反应48h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
对比例1
一种活性炭的制备方法
参照实施例1进行，区别在于没有活性炭改性过程，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气200mL/min的流速下以5℃/min升温至300℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气200mL/min的流速下以10℃/min升温至700℃煅烧2h，冷却后研磨，得到成品。
对比例2
一种活性炭的制备方法
参照实施例1进行，区别在于活性炭改性过程没有杂多酸钼基线性聚合物的参与，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气200mL/min的流速下以5℃/min升温至300℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气200mL/min的流速下以10℃/min升温至700℃煅烧2h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1.7g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用80Hz超声分散20min，再搅拌30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到15mL溶液A中，继续使用80Hz超声20min混合均匀，在常温下浸渍3h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为120℃，水热反应釜压力为1Mpa，反应时间为2h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃烘干，烘干时间为12h，得到成品。
对比例3
一种活性炭的制备方法
参照实施例1进行，区别在于活性炭改性过程没有硫酸钴铵六水合物的参与，包括如下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气200mL/min的流速下以5℃/min升温至300℃煅烧2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气200mL/min的流速下以10℃/min升温至700℃煅烧2h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1.2g杂多酸钼基线性聚合物溶于40mL去离子水中，使用80Hz超声分散20min，再搅拌30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到15mL溶液A中，继续使用80Hz超声20min混合均匀，在常温下浸渍3h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为120℃，水热反应釜压力为1Mpa，反应时间为2h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃烘干，烘干时间为12h，得到成品。
其中，所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将2gP(HMTA-Tr)Br、1.6gH3PMo12O40和乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min，然后在40℃的恒温烘箱中反应6h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
其中，所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将1.6g六亚甲基四胺和3.0g1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌20min，然后在100℃的恒温烘箱中反应24h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
表1实施例1、对比例1、对比例2和对比例3的比表面积和孔体积
表1汇总了实施例1、对比例1、对比例2和对比例3的比表面积和孔体积，未经过活性炭改性过程的对比例1的比表面积最低，活性炭改性过程没有杂多酸钼基线性聚合物参与的对比例2和活性炭改性过程没有硫酸钴铵六水合物参与的对比例3的比表面积都低于实施例1，但和对比例1相比都有一定提升，孔体积也是逐步增大；其中，杂多酸钼基线性聚合物以离子液体为单体制备而成，引入介孔，提高比表面积和孔体积，因此，对比例3的比表面积和孔体积都略高于对比例2；结果表明，在再生活性炭的制备过程中对活性炭的改性过程尤为重要，其中，实施例1的比表面积和孔体积最大。
通过热分析仪，对实施例1进行热分析，了解由实施例1制备的再生活性炭热解过程中的热解温度和热稳定性。
结果如图1所示，实施例1制备的再生活性炭表现出良好的热稳定性，能够在氮气氛围中稳定在200℃左右，重量损失约为4%。
检测实验
由于室内环境中甲醛浓度相对较低且释放周期长，对于低浓度甲醛去除性能的评价更具有实际意义。因此，参考净化器标准选择1ppm甲醛浓度，在常温下对实施例1、对比例1、对比例2和对比例3的低浓度甲醛吸附性能进行评价，具体步骤如下：
取实施例1、对比例1、对比例2和对比例3中制备的活性炭0.1g，分别装入固定床管中，管两端采用石英棉进行封堵，其中管径为8mm。通过质量流量计控制甲醛标气、稀释气体及水汽流量，保持总气体流量500mL/min不变，控制混合后气体中甲醛浓度为1ppm。采用INNOVA1412i红外光声谱监测仪进行甲醛浓度检测，每五分钟检测一次，采用公式进行甲醛的去除率的计算：甲醛去除率（%）=（1-Ct/C0）×100%，其中C0为初始时刻甲醛的浓度，Ct为不同时刻下甲醛的浓度。
结果分析，如图2所示，对比例1在60分钟时彻底失活，而实施例1经过60分钟后能够达到99%的吸附性能，继续延长测试时间，经过1200min，实施例1依然保持优异的吸附性能，测试结果见图3，因此，经过二次高温煅烧以及杂多酸钼基线性聚合物和硫酸钴铵六水合物的溶液浸渍、水热反应改性后的再生活性炭，极大地提高了对低浓度甲醛的吸附性能。
测试完成后，再生活性炭的电化学再生过程包括以下步骤：
（1）在容器内加入0.3mol/L的硫酸钠溶液与饱和活性炭，90Hz超声处理30min，得到悬浮液A，调节pH至7.0；
（2）然后将悬浮液A移至反应器中，电流强度为350mA，再生时间为2h；
（3）将再生后的活性炭取出，用去离子水洗净，放入烘箱90℃烘干，烘干时间为12h。
经过再生的活性炭进行对低浓度甲醛吸附性能的测试，计算甲醛去除率，实验结果如图4所示，再生活性炭循环使用10次后，依然能够达到95%的甲醛去除率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于，所述再生活性炭的制备方法包括以下步骤：
（1）将柚皮洗净，晾干12h后放入管式炉中，在氮气150mL/min~200mL/min的流速下以5℃/min~15℃/min升温至300℃~400℃煅烧1h~2h；
（2）冷却至室温后，将步骤（1）中煅烧后的柚皮粉碎研磨，用50目的筛网过筛得到柚皮预碳化粉末，再将柚皮预碳化粉末放至管式炉中进行二次高温煅烧，在氮气150mL/min~200mL/min的流速下以5℃/min~15℃/min升温至600℃~800℃煅烧2h~4h，冷却后研磨，得到柚皮活性炭粉末；
（3）将1g~1.5g杂多酸钼基线性聚合物和1.5g~3.2g硫酸钴铵六水合物溶于40mL去离子水中，使用70Hz~90Hz超声分散10min~20min，再搅拌20min~30min混合均匀，制备形成溶液A；
（4）称取0.5g柚皮活性炭粉末加入到10mL~20mL溶液A中，继续使用70Hz~90Hz超声10min~30min混合均匀，在常温下浸渍2h~5h后，得到悬浮液B；
（5）将悬浮液B转移到水热反应釜中，水热反应温度为100℃~150℃，反应时间为2h~4h，反应完成后静待水热反应釜降温至室温；
（6）滤出改性后的柚皮活性炭粉末，用去离子水和无水乙醇反复洗涤5次后放入烘箱80℃~100℃烘干，烘干时间为10h~12h，得到所述再生活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述杂多酸钼基聚合物的制备方法，包括以下步骤：将P(HMTA-Tr)Br、H3PMo12O40和乙腈添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min~25min，然后在30℃~60℃的恒温烘箱中反应4h~8h，反应结束后用30mL乙腈冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到杂多酸钼基线性聚合物。
3.根据权利要求2所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述杂多酸钼基线性聚合物为水溶性低聚物。
4.根据权利要求3所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述P(HMTA-Tr)Br的制备方法，包括以下步骤：将六亚甲基四胺和1,3-二溴丙烷添加到50mL的聚四氟乙烯内衬高压釜中，在室温下搅拌15min~25min，然后在100℃~150℃的恒温烘箱中反应24h~48h，反应结束后用40mL乙酸乙酯冲洗，最后在80℃真空烘箱内干燥12h，得到P(HMTA-Tr)Br。
5.根据权利要求4所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述水热反应釜压力为1Mpa。
6.根据权利要求5所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于，所述再生活性炭的电化学再生过程包括以下步骤：
（1）在容器内加入电解质溶液与使用过的再生活性炭，80Hz~100Hz超声处理10min~30min，得到悬浮液A；
（2）然后将悬浮液A移至反应器中，电流强度为100mA~500mA，再生时间为1h~3h；
（3）将再生后的活性炭取出，用去离子水洗净，放入烘箱70℃~90℃烘干，烘干时间为12h。
7.根据权利要求6所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述电解质溶液为硫酸钠溶液。
8.根据权利要求7所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述硫酸钠溶液的浓度为0.1mol/L~0.4mol/L。
9.根据权利要求8所述的一种VOCs治理的再生活性炭的制备方法，其特征在于：所述悬浮液A的pH为3.0-9.0。
10.一种VOCs治理的再生活性炭，其特征在于，根据权利要求9所述的制备方法制备的再生活性炭。
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| GR01 | Patent grant | ||
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