[发明专利]一种高锰酸盐再生炭材料的方法

说明书

本发明公开了一种高锰酸盐再生炭材料的方法，包括：将高锰酸盐溶液、还原性溶液和待再生的炭材料混合，搅拌再生，干燥后，经固液分离，即得到再生炭材料。本发明利用廉价的高锰酸盐和还原剂在室温下产生的Mn(Ⅲ)再生炭材料，此方法对吸附饱和的炭材料再生效果明显，与现有的再生方法相比，再生条件温和，工艺简单，易于操作，再生时间短，耗费的化学试剂少，成本低，分解活性炭微孔吸附的污染物极为彻底，再生产物为无毒无害物质，易于固液分离，具有高效、经济、节能和环保的优点。

技术领域

本发明属于资源再生领域，具体涉及一种高锰酸盐再生炭材料的方法。

背景技术

炭材料是一个广义概念，包括了很多种材料，常见的有活性炭纤维、粉末活性炭、颗粒活性炭以及新型低维碳材料等。大多数的炭材料具有孔隙结构发达、比表面积大的特点，是无毒无味的绿色吸附和催化材料，在深度水处理领域被广泛使用。近年来随着国家对环境的重视，水质要求越来越高，水处理的难度越来越大，利用炭材料的深度水处理逐渐变成常规工艺，大大增加了炭材料的使用量。但是由于大多数炭材料的价格较高且用量大，如果吸附饱和后直接丢弃，不仅对环境造成污染，造成资源浪费，还增加了水处理的成本。由此可见对炭材料进行再生势在必行。炭材料再生是指在不破坏材料自身的条件下，用物理、化学或生物方法将吸附质从炭材料上脱附，使材料恢复一定的理化特性。

目前，对炭材料进行再生的技术有热再生法、溶剂再生法、生物再生法、电化学再生法、臭氧再生法、湿式氧化再生法等。其中热再生方法应用最为广泛，但是再生效率较低且对材料自身损伤较大。CN107376883A公开了一种TiO₂光催化活性炭再生方法，再生效率高达89％，但能量消耗多，过程较为复杂；CN106944024A公开了一种将吸附饱和的活性炭再生的方法，其特征在于将含水量为30-60％的炭材料进行干燥，然后加热炭化，再通入水蒸气，将炭化物活化，此方法成本低、再生率高但是对待再生炭材料要求高，含水量过高过低都不适于此种方法；CN106512974A公开了一种活性炭的再生方法，其特征在于将低温和碱性条件下的预处理和活化再生反应相结合，降低了传统再生方法的温度和时间，但是过程较复杂，操作不便；CN106390962A公开了磁性多壁碳纳米管微波萃取再生方法，其特征在于向吸附饱和的碳纳米管中加入甲醇和乙酸溶剂，再置入微波萃取仪中进行再生，但微波萃取仪价格较贵，增加了再生成本。

综上所述，目前的炭材料再生技术存在操作复杂、耗能过大和再生成本过高等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高锰酸盐再生炭材料的方法，解决现有炭材料再生方法操作复杂、处理成本高、能耗大的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高锰酸盐再生炭材料的方法，具体为将高锰酸盐溶液、还原性溶液和待再生的炭材料混合，搅拌再生，干燥后，经固液分离，即得到再生炭材料。

高锰酸盐是一种具有强氧化性的物质，在酸性、中性或碱性条件下与还原性物质反应生成中间价态的锰离子(三价锰离子、五价锰离子、六价锰离子)，或与二价锰离子在配位体条件下生成三价锰离子，能有效去除炭材料上吸附的污染物，使吸附饱和的炭材料得以再生。上述过程中发生反应的反应式如下(以亚硫酸钠与高锰酸盐反应生成三价锰离子为例)：

2HSO₃^-+MnO₄^-→Mn(Ⅲ)+2OH^-+2SO₄^2- (1)

2SO₃^2-+MnO₄^-+2H₂O→Mn(Ⅲ)+4OH^-+2SO₄^2-(pH≥7.2) (2)