[发明专利]一种痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其是涉及一种痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂的方法。

背景技术

活性炭材料因其丰富的孔结构、大比表面积、强吸附能力，被广泛应用于工业吸附剂。现有吸附工艺，更多针对于较高浓度吸附质（几千ppm以上），不需要过多的考虑吸附剂的选择性问题。但是环境大气中十几或几个ppm的污染气体，足以造成严重的空气污染问题，这种工况下商业化的活性炭往往达不到预期的效果。因此，亟待开发一种在极低溶度条件下，依然具有高效吸附效果的活性炭基吸附材料。

采用特定的物理或化学方法对商业化活性炭进行表面改性，能够提高活性炭对目标吸附质的吸附性能。中国专利CN1593744A公开了一种药剂活化法制备活性炭基材料二氧化硫（SO₂）吸附剂的方法，将含碳材料加入双氧水（H₂O₂）、硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃）、氢氟酸（HF）、氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）或高锰酸钾（KMnO₄）的水溶液中，在高压反应釜中进行加压水热化学改性，得到了一种高硫容的活性炭基SO₂吸附剂。中国专利CN103990434A公开了活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用，将椰壳活性炭浸泡于浓度为5-22mol/L氢氟酸溶液中，置于水热反应釜中，120-180℃水热处理1-7天，得到了一种高效的活性炭丙烷吸附剂。张豪杰等(环境工程学报,2012,6(10):3073-3077)利用20%KOH溶液改性的活性炭材料，具有丰富的微孔结构和孔容，实现了对一氧化氮（NO）的高效净化。

综上，表面改性确实能够优化活性炭基吸附剂的吸附性能，但是上述改性均需要大量的改性试剂，有的还需要高压、高温反应条件，这无疑大大提高了成本和大规模生产的难度。

发明内容

为克服现有技术的缺点，本发明提供了一种简单的、常温常压条件下的痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂的方法。

一种痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂的方法，其特征在于，将整体式煤质活性炭垂直浸渍于氢氧化钾稀溶液中10min，翻转再次浸渍10min后取出，用空气压缩机吹扫，去除多余氢氧化钾溶液，50℃鼓风干燥箱中干燥即得痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂。

所述氢氧化钾稀溶液为1-100mmol/L的水溶液；氢氧化钾溶液与煤质活性炭的质量比为1:1-1.5:1。

通过对丙烷的吸附性能测试，发现未经氢氧化钾改性的整体式煤质活性炭，其丙烷（10-12ppm）吸附性能很差，50min内平均净化率为70%；痕量氢氧化钾改性活性炭基丙烷吸附剂，其丙烷吸附性能有很大的改善，维持平均净化率为70%的时间延长至226min，吸附容量提高四倍多。

本发明具有以下优点：

（1）仅需痕量氢氧化钾改性，原料成本低。

（2）改性方法为常温常压操作，操作成本低。

（3）操作简单，重复性好，易于放大生产。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

将20g整体式煤质活性炭（150目）垂直浸渍于83mmol/LKOH水溶液中10min，翻转再次浸渍10min后取出，用空气压缩机吹扫，去除多余氢氧化钾溶液，50℃鼓风干燥箱中干燥。

吸附性能评价：原料气中丙烷浓度为10-12ppm，平衡气为空气，气体流量1000mL/min。利用总碳氢化合物分析仪（Thermo，Model51i）进行产物分析，仪器的最低检测限为0.05ppmc。

测试结果，所得改性活性炭基丙烷吸附剂对丙烷的初始净化率大于99%，197min内平均净化率大于70%。

实施例2：

将20g整体式煤质活性炭（150目）垂直浸渍于28mmol/LKOH水溶液中10min，翻转再次浸渍10min后取出，用空气压缩机吹扫，去除多余氢氧化钾溶液，50℃鼓风干燥箱中干燥。

吸附性能评价同实施例1，测试结果，所得改性活性炭基丙烷吸附剂对丙烷的初始净化率大于99%，221min内平均净化率大于70%。

实施例3：