[发明专利]一种防潮可再生活性炭及其制备方法

说明书

一种防潮可再生活性炭及其制备方法，将活性炭样品放入烘箱中干燥；将pH调整液和酸性硅溶胶加入乙醇中，或直接将碱性硅溶胶加入乙醇中搅拌，加入纳米炭黑和聚多硅酸锂分散均匀，随后加入正硅酸四乙酯和低表面能物质持续搅拌，将分子筛放入上述溶液静置过滤即可得到改性溶液；将预处理后的活性炭与改性溶液混合，并室温下浸泡；将浸泡有活性炭的改性溶液旋转蒸发获得活性炭颗粒，再将该颗粒冷冻干燥，即可得到防潮可再生活性炭。本发明方法工艺简单、操作便捷、经济成本低，适合于大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种防潮可再生活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭是一种重要的无定形碳素材料，孔隙结构发达，因而具有巨大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒都有很强的吸附和催化能力。由于合成原料充足，工艺操作安全性高，生物化学性能稳定，不易于环境中酸碱物质反应，是一种优良的环境友好型吸附剂。活性炭广泛应用于工业三废治理、化工、食品加工、半导体应用、湿法冶金、药物精制等各个领域。作为一种用途广泛的吸附剂材料，表面性质对其吸附性能影响较大。

巨大的比表面积与发达的孔隙结构使活性炭具有充足的吸附位点，为吸附处理放射性元素、烟气中的氮硫污染物、粉尘、重金属、挥发性物质等提供了反应场所，因而活性炭有极强的吸附能力。同时，活性炭的化学组成和表面结构也是印象吸附性能的关键因素。活性炭的主要化学成分是碳，由于制备过程中一些工艺或环境因素，使活性炭具有不饱和价或者使其基本结构产生缺陷，这些缺陷则为氧原子和其他杂原子提供了附着点，其中含氮官能团和含氧官能团是对表面性质影响的主要化学基团，这也导致活性炭是亲水的状态，在湿润的空气中，水蒸气会优先聚集在活性炭内部结构中，减弱对其他有害物质的吸附作用。如果活性炭进行二次处理，去除内部的水蒸气，吸附性能则又会增强。因此，加强活性炭防潮的性能，以及自解潮再生的能力便显得尤为重要。可以采用表面化学改性的方法，在活性炭内部和表面构建超疏水纳米结构，增强疏水性和解潮性。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供了一种防潮可再生活性炭及其制备方法。本发明方法工艺简单、操作便捷、经济成本低，适合于大规模工业化生产。

技术方案：一种防潮可再生活性炭的制备方法，制备步骤如下：（1）预处理：将活性炭样品于120-200℃干燥4~6 h，去除水分；（2）改性溶液配制：将pH调整液和酸性硅溶胶加入乙醇中，或直接将碱性硅溶胶加入乙醇中，在条件下搅拌均匀后加入纳米炭黑和聚多硅酸锂分散均匀，随后加入正硅酸四乙酯和低表面能物质持续搅拌，将分子筛放入上述溶液静置过滤即可得到改性溶液；所述改性溶液按100质量份计算，其中pH调整液：1-2质量份；酸性硅溶胶或碱性硅溶胶：1-5质量份，平均粒径9-15 nm，长度40-100 nm，pH值2-5，含量15wt.%-20wt.%，溶剂为异丙醇；纳米炭黑：1-2质量份；聚多硅酸锂：1-2质量份；正硅酸四乙酯：0.2-1 质量份；低表面能物质：0.1-0.5 质量份；分子筛：4-6质量份；乙醇：余量；（3）表面改性：将预处理后的活性炭与改性溶液按照质量比1:(2~4)在室温下浸泡混合；（4）干燥：将浸泡有活性炭的改性溶液在60℃条件下旋转蒸发30-60 min获得活性炭颗粒，再将该颗粒-80℃冷冻干燥6 h，即可得到防潮可再生活性炭。

优选的，上述pH调整液为氨水、氢氧化钠、碳酸钠中的至少一种。

优选的，上述步骤（2）中搅拌温度为50℃，先后搅拌时间分别为10min和30min，静置时间为12h。

优选的，上述步骤（3）中浸泡时间为4h。

优选的，上述低表面能物质为碳链长度大于6的长链烷基氯硅烷或含氟烷基氯硅烷。

优选的，上述分子筛为3A或4A型分子筛，并在300-550℃温度下活化10h使用。