[发明专利]一种改性三维多孔碳海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性三维碳海绵，包含三维多孔碳海绵和乳化剂，所述乳化剂包含烷基酚聚氧乙烯醚‑10和聚山梨醋80，所述三维多孔碳海绵和乳化剂的质量比为(60～80):(10～20)。本发明提供的改性三维多孔碳海绵利用其亲油性和大比表面积等特性来吸收印染废水中的染料分子，吸附速率较快，能够在1～3min内实现98～99.9％的去除率。另外，本发明提供的改性三维多孔碳海绵还具有快速的形变恢复性能和脱附性能，能够被重复用于印染废水的处理，循环使用性能好，可达到3000～8000次。本发明还提供了一种改性三维碳海绵的制备方法，本发明提供的制备方法，操作简便，易于实施。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种改性三维多孔碳海绵及其制备方法和应用。

背景技术

印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90％成为废水。纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。

用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法。其中，常规的化学法多用聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等混凝絮凝剂来去除印染废水中的染料分子。但是，现有技术中的化学法多需要进行多级去除，去除速度普遍较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性三维多孔碳海绵及其制备方法和应用。本发明提供的改性三维多孔碳海绵利用其亲油性和大比表面积等特性来吸收印染废水中的染料分子，吸附速率较快。另外，本发明提供的改性三维多孔碳海绵还具有快速的形变恢复性能和脱附性能，能够被重复用于印染废水的处理，循环使用性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性三维碳海绵的制备方法，包含如下步骤：

将木材在水中进行水热处理，得到碳骨架；

将所述碳骨架进行冷冻处理，得到冷冻碳骨架；

惰性气氛下，将所述冷冻碳骨架进行烧结，得到三维多孔碳海绵；

惰性气氛下，将所述三维多孔碳海绵和乳化剂在水中进行乳化处理，得到改性三维多孔碳海绵；

所述乳化剂包含烷基酚聚氧乙烯醚-10和聚山梨醋80。

优选的，所述水热处理的温度为160～200℃；

所述水热处理的时间为4～8h。

优选的，所述冷冻处理的温度为-50～-30℃；

所述冷冻处理的时间为5～20h。

优选的，所述烧结的温度为180～220℃；

所述烧结的时间为4～8h。

优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚-10和聚山梨醋80的质量比为1:(1～3)。

优选的，所述乳化处理过程中，三维多孔碳海绵、乳化剂和水的质量比为(60～80):(10～20):(100～150)。

优选的，所述乳化处理的温度为30～50℃；

所述乳化处理的时间为1～2h。

本发明还提供了一种上述技术方案任意一项所述制备方法得到的改性三维碳海绵，包含三维多孔碳海绵和乳化剂，所述乳化剂包含烷基酚聚氧乙烯醚-10和聚山梨醋80。