[发明专利]一种煤基磁性活性炭的制备方法及其煤基磁性活性炭

说明书

技术领域

本发明涉及煤基磁性活性炭的制备方法及其制品。

背景技术

通过某种技术手段给活性炭赋予磁性，不仅能利用活性炭本身具有的良好吸附性，而且还可利用其磁性采用磁分离技术进行分离回收，这样就可克服普通活性炭在传统过滤法中的碎炭流失、筛网堵塞等缺点，因此逐渐在黄金回收和污水处理等领域得到了广泛的应用。赋予活性炭磁性的方法有很多，仅以制备磁性活性炭的基料来区分，就有以普通成品活性炭为基料和直接以制备活性炭的原料(例如：煤)为基料两类，其中，后者省去了进行磁化处理前须事先制备或购买成品活性炭的步骤，即可通过直接将制备基料与磁性添加剂混合，采用所谓一步法制得磁性活性炭。例如，申请号为200910077154.X，名称为《一种磁性活性炭的制备方法和该磁性活性炭》就是以煤为基料，主要以磁金属氧化物和/或磁金属盐为磁性添加剂来制备磁性活性炭的，该产品的磁性能相对来说比较稳定。然而，由于该磁性活性炭是在制备过程中使用了粘结剂的定型磁性活性炭，而因粘结剂的存在就容易造成该磁性活性炭孔隙的堵塞，在工业化生产情况下的操作稍有不当，其比表面积就十分容易降低，也即不能达到实验室条件下那样满意的比表面积；其次是和其它磁性活性炭制备方法一样，其制备产品中的磁性添加剂并没有与碳结构有机结合，只是分布在活性炭结构表面或者孔隙内的表壁上，又容易造成一些孔隙堵住，进而使其比表面积更加减小；再者目前制备的磁性活性炭其饱和磁化强度大多较小，磁性能也较差。

发明内容

本发明的第一目的是，提供一种不易堵塞孔隙、比表面积较大、饱和磁化化强度较强的煤基磁性活性炭的制备方法。

本发明的第二目的是，在实现第一发明目的之基础上，提供一种不易堵塞孔隙、比表面积较大、饱和磁化强度较强的煤基磁性活性炭。

实现所述第一目的之方案是这样一种煤基磁性活性炭的制备方法，与现有技术相同的方面是，该方法是以煤为基料来直接制备磁性活性炭的。其改进之处是，选用脱灰煤粉制备粉末状的磁性活性炭。该方法包括如下步骤：

磁性活性炭的前躯体制备：

①在装有氯化铁(FeCl₃)溶液的反应容器内，加入所述脱灰煤和表面活性剂十二烷基磺酸钠；充分混合后静止吸附，时间不少于3h(小时)；其中，氯化铁溶液的质量浓度为5％～9％，脱灰煤∶氯化铁溶液＝0.05～0.06g/mL，脱灰煤粉与十二烷基磺酸钠的质量比在40～75之间；

②用氨水、氢氧化钠(NaOH)溶液或氢氧化钾(KOH)溶液与上述混合溶液混合，充分搅拌后静置；其中，氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的浓度为2％～5％，用量根据最终混合溶液的pH在6.5～8来之间来确定，静置时间以步骤①所得混合溶液中生成的氢氧化铁沉淀全部沉在容器底部为度；

③过滤，对过滤后的固相物进行烘干处理，得到含有脱灰煤粉和氢氧化铁混合物的磁性活性炭的前躯体(其中的氢氧化铁是该磁性活性炭前躯体中的磁性添加剂)；

煤基磁性活性炭制备：

④将所述前躯体与活化剂氢氧化钾或氢氧化钠充分混合，并加蒸馏水均匀搅拌成糊状，在氮气保护下，于温度为500～600℃之间炭化；其中，炭化前的脱灰煤粉与氢氧化钾或氢氧化钠的质量比为1∶2～1∶3，炭化时间为0.5～1h；

⑤将被炭化后的前躯体在氮气保护下，于温度为800～900℃之间活化，活化时间为1～2h；然后，按照步骤①中所述脱灰煤粉为8g计算，用不小于50mL的蒸馏水浸渍至少0.5h，接着过滤冲洗不小于三次；最后在60～80℃烘干处理至少8h，即得到具有磁性的粉末状煤基磁性活性炭。

实现所述第二发明目的之方案，是这样一种粉末煤基磁性活性炭，它是在实现第一发明目的基础上制备的粉末煤基磁性活性炭。