[发明专利]一种改性炭质吸附剂及其制备和应用方法

权利要求书

1.一种改性炭质吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）称取硅烷偶联剂并溶于醇溶剂，再向所述醇溶剂中逐步滴加去离子水和酸催化剂，最后于常温下搅拌0.1～12 h制得纳米硅溶胶混合溶液；其中，硅烷偶联剂 : 醇溶剂 : 去离子水 : 酸催化剂的摩尔比为(0.5～4 ) : 12 : (0.5～8) : (0.005～0.02)，混合溶液的pH值在1～5.5；

（2）称取所述炭质多孔材料并浸渍于步骤（1）制得的混合溶液中，搅拌均匀，室温下浸渍1～12 h，超声10 min，随后于60～110 ℃干燥 12～48 h，制得硅溶胶改性炭质多孔材料；

（3）称取活化剂并溶于去离子水中，将步骤（2）制得的硅溶胶改性炭质多孔材料浸渍于活化剂的溶液中，搅拌均匀，室温下浸渍1～48 h，随后于60～100 ℃干燥 12～48 h，制得固体样品；

（4）将步骤（3）中制得的固体样品置于微波炉中，通入氩气作为保护气，微波炉功率为0.5～10 KW，频率为1～5.2 GHz，加热时间为10～240 min，即可制得碳化硅改性的炭质多孔材料吸附剂；

所述改性吸附剂包括以下组分及重量百分含量：

碳化硅 0.5～15%，

炭质多孔材料 85～99.5%，

所述的炭质多孔材料为活性炭、活性炭纤维、炭气凝胶、活性焦或活性半焦；

所述的活化剂为葡萄糖、麦芽糖、抗坏血酸、柠檬酸及其钠盐；

所述的碳化硅是以原位合成的方法涂覆在所述的炭质多孔材料的表面。

2.根据权利要求1所述的改性炭质吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为烷基或烷氧基硅烷偶联剂中的一种；所述的醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇及乙二醇中的一种；所述的酸催化剂为盐酸或醋酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的改性炭质吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的活化剂水溶液的浓度控制在0.1～1 mol/L，活化剂的用量与硅烷偶联剂用量的摩尔比控制在（0.5～4）: 1。

4.根据权利要求1所述的改性炭质吸附剂的制备方法，其特征在于，所述改性炭质吸附剂的应用方法包括如下步骤：(1) 将所述的改性炭质吸附剂装填于固定床吸附器中，吸附温度控制在0～50 ℃，通入常压有机废气，有机物浓度为100～10000 mg/m³，相对湿度为0～80%，空速为1000～10000 h^-1；（2）吸附完成后，将所述固定床吸附器升温至100～280 ℃进行脱附，并通入相同温度的脱附介质，脱附介质为水蒸气、空气及氮气，空速为100～2000h^-1。