[发明专利]一种磁性多孔炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种磁性多孔炭的制备方法，具体涉及一种吸附性能良好、磁性较强且易控、制备方法简单的磁性多孔炭的制备方法。

背景技术

以活性炭为代表的多孔炭由于其本身所具有的显著的吸附性能、较高的比表面积、发达的孔隙结构和稳定的化学性质，广泛应用于催化反应、生物分离、清洁生产等化工、环保领域。传统的回收方法主要采用过滤，由于多孔炭粒度小，应用于水处理时，分离回收较困难，容易造成资源浪费及二次污染；与此相比，磁性分离技术具有快捷、廉价、简单等优点。因多孔炭本身磁化率非常小，需引入磁性介质赋予多孔炭磁性后进行磁性分离。采用粘结法将磁性物质与多孔炭粘连，制备出磁性多孔炭，由于粘结剂堵塞多孔炭表面，存在降低吸附性能的缺点。专利90106471.8(申请号)公开了一种磁性活性炭的制备方法，该方法制备步骤比较繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备步骤简单，具有良好吸附性能的磁性多孔炭的制备方法。

本发明的制备方法包括如下步骤：

(1)将可溶性的钴盐溶解配成质量浓度为0.5-5％的溶液，加氨水调节pH为8-10，加入多孔炭，搅拌直至多孔炭完全浸润，静置30～60hr，过滤，用去离子水洗涤，于105℃～120℃干燥8～12hr；

(2)干燥后在N₂保护下经500-900℃热处理0.5-3hr后得到磁性多孔炭。

如上所述的多孔炭材料包括纤维状、颗粒状多孔炭、炭气凝胶、炭纳米管中的一种或几种。

所用钴盐为硝酸钴(Co(NO₃)₂)、氯化钴(CoCl₂)、硫酸钴(CoSO₄)、草酸钴(CoC₂O₄)、乙酸钴(Co(CH₃COO)₂)一种或几科。

本发明具有如下优点：

(1)磁性物质均匀分布在多孔炭的表面，该多孔炭吸附性能良好。

(2)制备方法简单，仅需两步即可得到高磁性的多孔炭。

(3)少量的磁性物质即可赋予多孔炭较强的磁性，磁性材料越多，磁性能越好。

本发明的实施例如下：

实施例1

取1.1gCo(NO₃)₂，溶解于200ml去离子水，缓慢加入氨水，边加边搅拌，直至pH＝9.0；加入10.0g粉状活性炭，搅拌至活性炭完全浸润，静置48hr，过滤，用蒸馏水反复洗涤，然后在105℃干燥10hr。干燥后的活性炭在700℃热处理40min，N2保护。所得磁性活性炭CCl₄吸附值为1859mg/g，饱和磁化强度为0.956emu/g。

实施例2

取CoCl₂2.0g，炭气凝胶10.0g，调节pH＝8.5，静置30hr，105℃干燥12hr，其它操作同上，干燥后的炭气凝胶在550℃热处理2.5hr，N2保护。所得磁性炭气凝胶CCl4吸附值为789mg/g，饱和磁化强度为1.298emu/g。

实施例3

取Co(NO₃)₂4.0g，球状活性炭4.0g，粉末活性炭3.0g，炭气凝胶4.0g，调节pH＝9.5，静置30hr，115℃干燥12hr，其它操作同上，干燥后的多孔炭在650℃热处理1hr，N2保护。所得磁性多孔炭CCl4吸附值为1256mg/g，饱和磁化强度为1.468emu/g。

实施例4

取CoSO₄3.0g，Co(NO₃)₂2.0g，CoCl₂1.0g，活性碳纤维10.0g，调节pH＝8.7，静置40hr，120℃干燥8hr，其它操作同上，干燥后的活性炭纤维在500℃热处理3hr，N2保护。所得磁性活性炭纤维CCl4吸附值为851mg/g，饱和磁化强度为1.842emu/g。

实施例5

取CoC₂O₄10.0g，炭纳米管10.0g，调节pH＝8.0，静置60hr，105℃干燥8hr，其它操作同上，干燥后的纳米活化炭管在850℃热处理0.5hr，N₂保护。所得磁性纳米活化炭管CCl₄吸附值为1297mg/g，饱和磁化强度为2.185emu/g。