[发明专利]一种水热反应制备银缓释杀菌功能椰壳活性炭的方法

说明书

所属技术领域：

本发明涉及生物质碳材料领域，特别涉及一种水热反应制备银缓释杀菌功能椰壳活性炭的方法。

背景技术：

由于水污染日益严重，饮用水深度净化引起人们的普遍关注。活性炭吸附技术是完善常规处理工艺、去除水中微量有机物最成熟有效的方法之一。国内外饮用水深度净化活性炭通常以载银为主，而实现载银活性炭的高抗菌活性和银缓释具有重要意义。

载银活性炭的制备方法有很多种，浸渍法是将活性炭洗净后放在含银溶液中浸渍一段时间，干燥，即可得载银活性炭；掺杂法是将有机银添加在炭的前驱体中，经炭化、活化而制备AC/Ag的过程；电化学沉积法是溶液中主盐的金属离子在直流电场作用下，因扩散、对流、电迁移等传质手段到达作为阴极的AC表面与其表面官能团发生离子交换反应，金属离子得到电子而还原为金属原子，并进一步结晶排列为金属层的过程；还原法是将AC浸渍在含银溶液中一段时间，然后用一种还原剂把银离子还原成单质银的过程。该法可以实现AC与银很好的结合。

美国专利(US20140103267A1)介绍了用乙酸银作为载银溶液，对活性炭进行二次混合，负载大量的银颗粒。由于此方法需要经过二次处理，耗费时间，成本高。

台湾专利(TW591155B)介绍了一种载银活性炭纤维制品的制备方法，在真空状态下将活性炭纤维浸渍在硝酸银溶液中一段时间，使银还原至活性炭纤维表面，再经高温裂解以对金属银改质，将活性炭纤维表面上的银裂解反三成超细的金属颗粒，而附着于活性炭纤维表面上，再进行水洗将活性炭纤维表面多于的银去掉，用此来进行杀菌实验。此方法操作复杂，成本偏高，环境污染不易控制。

公开号为CN103590007A的中国专利介绍了一种在真空室及特定配置下通过调节真空度，气体流量，控制沉积时间，用阴阳电极对活性炭进行载银实验。此方法操作复杂，成本偏高，对环境影响较大。

公开号为CN103585976A的中国专利介绍了一种利用微波技术进行活性炭载银实验。此方法操作复杂，成本偏高且生产规模较小。

公开号CN103545488A的中国专利介绍了一种基于葡萄糖银镜反应原理制备Si/Ag/C复合负极材料，以硝酸银和氨水为原料形成银氨溶液，将硅粉加入其中，将葡萄糖溶液缓缓加入。此方法操作简单，原料环保，但是所用溶液有毒性，不利于排放，增加了后续处理的时间与经济成本。

公开号CN102091594A的中国专利介绍了一种新型载银活性炭的流变相法制备工艺，将磨细的四氧化四银与活性炭按质量比配制，加水调成流变态，混合均匀，再加入硫酸钾或过硫酸钠、氢氧化钠磨碎加入，加入蒸馏水变成流变态，最后抽真空反应，过滤，冲洗即可。此方法操作复杂，引入有害化学试剂较多，污染环境。

综上所述，目前活性炭吸附技术是处理水污染最为成熟有效的方法之一，常规的处理工艺通常以载银为主，主要有浸渍法、掺杂法、电化学沉积法和还原法等，浸渍法与掺杂法操作时间较长，且环境污染严重，电化学沉积法和还原法成本偏高，操作复杂，生产规模小且对环境造成不良影响。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种水热反应制备银缓释杀菌功能椰壳活性炭的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括：一种水热反应制备银缓释杀菌功能椰壳活性炭的方法，其特征在于：以椰壳活性炭为原料，以硝酸银为浸渍液，水热反应制备载银活性炭，在氮气保护条件下，经高温煅烧得到产品。本操作工艺的主要特点为以椰壳活性炭为原料，吸附容量高、速度快，耐用可再生；通过水热反应法制备，使银更有效的负载于活性炭上，获得高比表面积(1000m²/g)和高抗菌活性(10⁷/mL杀菌时间为35min)；经过高温煅烧，有利于载银活性炭的再活化，使银颗粒更加均匀的分布在活性炭表面，实现银缓释功能。

本发明的优点是：

1、选用椰壳活性炭为原料，具有发达的孔隙结构、比表面积大、机械强度高、吸附容量大、吸附速率快、化学性能稳定、易于再生、经久耐用等特点，用于饮用水处理时，更能有效除嗅去色，去除水中微量有害物质。

2、经过水热反应法制备的载银活性炭，活性炭表面含氧官能团增加，对银的吸附量增大。

3、经过高温煅烧，活性炭再活化，表面孔结构中孔(2～50nm)数量增加，可以减缓银在水中的流失速度。

4、水热法制备过程中，高浓度硝酸银溶液影响银晶核的形成和生长，使银颗粒负载均匀。