[发明专利]负载金属铁元素的球形活性炭、其制备方法和用途

权利要求书

1.一种同时改善活性炭吸附甲苯和金属铜离子的吸附性能的方法，其中，包括：

①球形聚合物的制备

在50升的聚合釜中加入18升水，加热至45℃，在搅拌状态下分别加入10g碳酸镁、20g明胶和0.15g次甲基蓝，搅匀后加入由3kg甲基苯乙烯、1kg双戊烯和20g过氧化苯甲酰混合而成的油相，再加入1.0kg石蜡，封闭聚合釜，向聚合釜内通入干净的压缩空气，保持釜内气相压力为0.02MPa；然后，开启搅拌，将釜内液珠调至适当粒度，升温至80℃，保温12小时，再升温至100℃，保温20小时，经过滤、洗涤、干燥和筛分，得到粒度为1.5mm～2.5mm的球形聚合物2.35kg；

②磺化和碳化

将质量比为1:3的步骤①得到的球形聚合物与浓硫酸混合，随后将混合物加入耐酸旋转管式炉，在氮气气氛和水蒸气气氛下，其中水蒸气占15体积％，以2℃/min的加热速度进行如下磺化处理：

加热至60℃，停留60分钟；

加热至130℃，停留100分钟；

加热至160℃，停留150分钟；

所述过程很好的实现对球形聚合物的磺化处理；

以3℃/min的加热速度继续升温，且在氧气的体积百分比为3%的混合气氛中，进行碳化处理：

加热至550℃，停留360分钟；

加热至950℃，停留240分钟；降温，得到碳化产物；

③碱液处理

取25g氢氧化钾溶解于无水乙醇中，搅拌至氢氧化钾全部溶解，制备得到碱性醇溶液，其中氢氧化钾和乙醇的摩尔比为1:15；将500g步骤②的碳化产物与碱性醇溶液混合，搅拌4小时；使用无水乙醇洗涤3-5次后经烘箱110℃烘干；

④活化

在旋转管式炉中，水蒸汽和氮气的混合气氛下，其中水蒸气占25体积％，将步骤③得到的碱液处理后的产物以3℃/min的速度加热至750℃，停留300 min后，再在二氧化碳和氮气的混合气氛下，其中二氧化碳占35体积％以2℃/min的速度加热至980℃，停留300 min，降温；

⑤负载

将步骤④的活化后的产物浸入浓度为2mol/L的三氯化铁溶液中，调节pH值大于13，于60℃温度下浸泡至液体全部挥发，无氧条件下干燥；

制备得到球形活性炭GSC1，收率以聚合物计为52%；产品中值粒径为0.82 mm，比表面积为1089m²/g，金属铁元素的负载量为2.4wt%；

⑥吸附

在氮气保护下，将步骤⑤制备的活性炭投放至pH值为6左右，甲苯浓度为10 mg/L、金属铜离子浓度为10 mg/L的废水溶液中；所述活性炭的投炭量为800mg/L；吸附时间为30 min；吸附温度为25℃的条件下，对进行吸附性能测试，吸附后的甲苯的浓度为0.67mg/L，吸附甲苯的量为11.66mg/g，吸附铜离子后的浓度为0.99 mg/L，吸附铜离子的量为11.26 mg/g。