[发明专利]一种氧化铝-活性炭复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝‑活性炭复合材料及其制备方法，向所述氢氧化铝溶胶中加入活性炭粉末，搅拌1小时，再进行离心分离，从而制得反应前驱体凝胶；将反应前驱体凝胶浸泡在乙醇和水混合物中24小时，然后进行烘干，制得反应前驱体干凝胶；在空气中对反应前驱体干凝胶进行煅烧，升温速率为5℃/min，直至达到350℃后，改成在氮气保护下进行煅烧，升温速率为10℃/min，直至达到800℃后，恒温煅烧2～3小时，即制得氧化铝‑活性炭复合材料。本发明能够将活性炭的微孔结构和氧化铝的介孔结构优势互补，不仅可以高效吸附大分子有机物，拓宽了去除有机物的种类，而且能够克服介孔材料水热稳定性差的缺点。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种氧化铝-活性炭复合材料及其制备方法。

背景技术

在环境工程领域中，吸附法被广泛应用于油气回收方面。吸附法的优点是运行成本低、净化效率高、工艺成熟、适用范围广。吸附法回收油气的关键是筛选出高效吸附剂，而高效吸附剂通常有如下几个特点：①比表面积大；②有较好的孔结构特性；③吸附容量大；④脱附效率高；⑤容易合成和再生。

微孔材料具有吸附性能好、水热稳定性高等优点，因此在吸附领域广泛应用。活性炭是极具代表性的微孔材料，它具有比表面积大、机械强度高、吸附性能好等优点，而且合成原料丰富、合成方法成熟，因此被广泛用作吸附领域的高效吸附剂。但活性炭的微孔结构单一、孔径小、孔道易堵，这限制了活性炭对大体积分子的吸附性能。为了提高对大体积分子的吸附效果，人们研发出了介孔材料。介孔材料孔径均一，孔道高度有序且孔径可调，但介孔材料具有无定形的孔壁结构，水热稳定性差，而且其表面含有大量的硅羟基，亲水性强，因此这限制了介孔材料对水蒸气含量较多的油气的吸附。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种氧化铝-活性炭复合材料及其制备方法，能够将微孔材料的优点与介孔材料的优点有机结合，使活性炭的微孔结构和氧化铝的介孔结构优势互补，提升复合材料的整体物化性能，不仅可以高效吸附大分子有机物，拓宽了去除有机物的种类，而且能够克服介孔材料水热稳定性差的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种氧化铝-活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、向硝酸铝水溶液中加入聚乙二醇，并搅拌至聚乙二醇完全溶解，然后加入氨水调整溶液的pH值为9，从而得到氢氧化铝溶胶；

步骤B、按照所述氢氧化铝溶胶与活性炭粉末的质量比为1:2的比例，向所述氢氧化铝溶胶中加入活性炭粉末，搅拌1小时，再进行离心分离，从而制得反应前驱体凝胶；

步骤C、将所述反应前驱体凝胶浸泡在乙醇和水混合物中24小时，然后去掉上清液，并进行烘干，从而制得反应前驱体干凝胶；

步骤D、在空气中对所述反应前驱体干凝胶进行煅烧，升温速率为5℃/min，直至达到350℃后，改成在氮气保护下进行煅烧，升温速率为10℃/min，直至达到800℃后，恒温煅烧2～3小时，然后在氮气保护下冷却，从而制得氧化铝-活性炭复合材料。

优选地，硝酸铝与聚乙二醇的质量比为1:1。

优选地，所述乙醇和水混合物中，乙醇与水的体积比为1:1。

优选地，所述的聚乙二醇为PEG-2000。

一种氧化铝-活性炭复合材料，采用上述氧化铝-活性炭复合材料的制备方法制备而成。