[发明专利]一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭及其制备方法。该方法包括以下步骤：(1)将干燥后的白酒糟粉碎至50～200目后加入质量分数为2.5％～20％的含氮化合物和质量分数为2％～8％的过渡金属化合物于研钵中研磨混合均匀，然后将其在氮气气氛下600～900℃下高温炭化1～3h，将炭化后的活性炭置于酸中浸泡5～15h，过滤洗涤烘干即可；(2)将炭化后的活性炭在活化气体气氛下700～900℃高温活化2～5h，得金属/杂原子改性白酒糟基活性炭。本发明方法简便、快捷、易操作，适于工业化生产，制备的改性酒糟基活性炭具有较大的比表面积和较大的孔径，是一种高效催化剂，能有效催化氧化去除水中的有机污染物。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭及其制备方法。

背景技术

随着化工、农药、医药、印染等各行业的快速发展，以及城镇一体化进程的不断推进，水体中有机物污染问题日益凸显，对水资源和人体健康具有不可忽视的潜在毒性效应。而常规污水处理工艺(活性污泥、洗脱、混凝、膜处理、吸附等)很难有效去除水体中毒性大、难生化降解的有污染物。芬顿氧化技术作为一种常见高级氧化技术，可以深度氧化降解水体中有机污染物，从而去除有机污染物。但是传统芬顿技术存在污泥量大、催化剂难以回收等问题，制约其应用推广。因此，越来越多研究致力于采用活性炭负载过渡金属制成多相催化剂，有效实现催化剂回收问题以及避免污泥的产生。

在已有活性炭负载过渡金属催化剂中，依然存在活性金属容易溶出的问题，缺少一种制备高效稳定活性炭负载过渡金属催化剂的方法。本发明以酒糟作为生物质资源，采用共混的方式与过渡金属、含氮化合物高温煅烧，之后利用气体活化的方式得到金属/杂原子改性白酒糟基活性炭，用于水体中有机污染物的氧化降解。利用过渡金属与含氮前驱体之间的强相互作用，既可以提高传统催化剂的稳定性，同时还可以实现大宗废弃物酒糟的资源化利用，实现一举两得。

发明内容

针对有机废水处理存在的问题以及白酒糟资源化利用的必要性，本发明提供一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭及其制备方法，并用于水体中有机污染物的催化氧化降解，可有效实现对酒糟进行再利用。

本发明制备金属/杂原子改性白酒糟基活性炭所采用的技术方案是：

一种金属/杂原子改性白酒糟基活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)将干燥粉碎后的白酒糟与氮源和金属化合物混合，研磨均匀后，在600～900℃，保护气体气氛中炭化1～3h，然后再置于酸液中浸泡，过滤烘干得炭化后的活性炭；

(2)将炭化后的活性炭置于700～900℃活化气体中活化2～5h，得改性白酒糟基活性炭。

进一步地，步骤(1)中白酒糟粉碎后的粒径为50～200目。

进一步地，氮源重量为混合物总重量的2.5％～14.5％。

进一步地，步骤(1)中的氮源为双氰胺、三聚氰胺、氯化铵、尿素等。

进一步地，金属化合物的重量为混合物总重量的2％～8％。

进一步地，步骤(1)中金属化合物为氯化铁、硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴、氯化钴等。

进一步地，步骤(1)中酸液的浓度为1～4mol/L。

进一步地，酸液为盐酸或硫酸。

进一步地，步骤(2)中活化气体为二氧化碳或水蒸汽。

上述方法制备得到的活性炭。

本发明的有益效果为：