[发明专利]一种活性炭复合改性方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种活性炭复合改性方法。

背景技术

近年来，全球气候变化引起国际社会对温室气体的限排产生极大的关注，其中CO₂是主要的温室气体，控制和减少工业生产过程中的CO₂排放对防止气候系统受到灾难性破坏具有重要意义。自从工业革命以来，化石燃料的过渡使用，CO₂的排放量在逐年增加，据预测按照现在工业的结构体系，21世纪全球排放的CO₂总量将达到3480Gt-8050Gt，而从19世纪中叶到20世纪末，CO₂的排放量只有1110Gt，与其成了鲜明的对比。然而目前为止，全球大气中CO₂的浓度已达到约350ppm。据国际总局预测，煤炭占我国能源的63％，在2030年时我国二氧化碳的排放量将达到全球的总排放量的27％。我国目前面临着巨大的二氧化碳减排压力，因此，减少CO₂的排放以及CO₂的捕获、分离，同时需具备耗能少、操作简单、不产生二次污染等特点成了研究的热点。基于上述情况，寻找一个吸附容量大，吸收和解吸速度快，稳定性高的新型CO₂吸附剂成了现在研究的重点。

公开号为201410141106.3的中国专利，将胺基含量高的硅烷偶联剂二乙烯三胺基三甲氧基硅烷利用后期嫁接改性的方式分别嫁接到四种类型的二氧化硅基体上以合成固态吸附材料，并将其用于二氧化碳的吸附，该材料具有良好的热稳定性，以其较高的传质效率，能够比较有效地对二氧化碳进行捕获。公开号为201410132974.5的中国专利，设计一种改善活性炭二氧化碳吸附性能的方法，其对分子筛型活性炭采用浸渍工艺改良，浸渍液由硫酸钾溶液及过硫酸铵溶液组成，浸渍与活性炭充分混合至无气泡，然后加热，保温至溶液完全反应至消失，再经过洗涤烘干，该产品的吸附效果较好。公开号为201210562808.X的中国专利，通过活性炭和吡咯超声分散在去离子水中，在一定温度，用过硫酸铵作为催化剂反应，制备的多孔炭材料，其工艺成本低，具有良好的分离吸附性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种活性炭复合改性方法。

本发明是这样实现的：一种活性炭复合改性方法，包括以下步骤：

(1)将氢氧化钾配置成2mol/L～9mol/L的KOH水溶液，按照质量比活性炭：KOH溶液＝1：10～1：50加入活性炭，搅拌均匀，在温度330K～365K的条件下水浴4～9h，干燥；

(2)按照体积比四乙烯五胺：无水乙醇＝1：10～1：50，将四乙烯五胺2.5～30g加入10～200ml的无水乙醇中，在温度为330～360K下水浴加热10～60min，边搅拌边加入经(1)处理所得的活性炭，反应1h～6h后，抽滤，干燥，制得产品；其中，质量比活性炭：乙烯五胺＝1：1～1：10。

优选地，所述活性炭为煤质活性炭、木材活性炭、椰壳活性炭、杏壳活性炭、枣壳活性炭中的一种或多种任意比例组合。

优选地，所述步骤(1)中，干燥温度为350～373K，干燥时间为1.0～4h。

优选地，所述步骤(2)中，干燥温度为360～383K，干燥时间为1～5h。

本发明的优点在于：制得的产品不仅具有较高的吸附量和吸附选择性，而且经过多次吸附脱附循环后还能保持稳定的吸附性能。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为改性活性炭对二氧化碳吸附量测试装置的示意图。

图2为本发明中改性活性炭在77.3K下的氮气吸附、脱附示意图。

图3为本发明中改性活性炭的孔径结构分布示意图。

图4为本发明中活性炭的复合改性前后的CO₂吸附量曲线示意图。

图5为本发明中改性活性炭的CO₂穿透曲线。

图6为本发明中改性活性炭的CO2吸附等温线和吸附热。

具体实施方式

一种活性炭复合改性方法，包括以下步骤：