[发明专利]一种低熔点固态酸再生废弃活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种低熔点固态酸再生废弃活性炭的方法，属于活性炭再生技术领域。本发明通过熔融固态酸与废弃活性炭，在恒定温度下反应一定时间，之后降温，加入热水，趁热过滤，并用热水洗涤至pH5‑7，干燥，即得再生活性炭。利用固态酸在熔融状态下独特的性能，对有机类吸附质具有很强的降解催化作用，能快速将吸附质降解成小分子，并将其进行催化改变化学性质，使其溶于酸中，实现吸附质的脱除，达到再生的目的。本发明的制备方法操作简单，反应时间短，生产效率高，实现了活性炭的有效再生，并且所用固态酸易于回收，可循环利用，无废液产生，成本低廉，绿色环保。

技术领域

本发明属于活性炭再生领域，具体涉及一种低熔点固态酸再生废弃活性炭的方法。

背景技术

活性炭是一种环境友好型的吸附剂，其使用过程中最大的障碍是成本较高，并且吸附饱和后存在再生能耗较高、产率较低、容易引起二次污染等问题。因此，寻找新的再生方法，以降低能耗，使活性炭达到循环利用，显得极为迫切，将成为研究攻关的热点。本发明将低熔点固态酸应用于活性炭的再生，该方法操作简单，反应时间短，生产效率高，实现了活性炭的有效再生，并且所用固态酸易于回收，可循环利用，无废液产生，成本低廉，绿色环保。因此，该方法将促使活性炭再生工艺经济可行，对发展低碳经济、促进节能减排、保护生态环境以及可持续发展具有重大战略意义。

活性炭再生，是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，将吸附于活性炭孔隙中的吸附质予以去除，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的。采用何种方法进行活性炭再生主要取决于活性炭的类型和吸附物质的性质，同时再生操作要保证起吸附作用的活性炭孔隙不应损失太多。目前，国内外采用的活性炭再生方法主要有：热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法、溶剂萃取再生法、电化学再生法、微波辐照再生法、超声波再生法、超临界CO₂萃取再生法、臭氧氧化再生法和光催化再生法等方法。

低熔点固态酸在熔融状态下，具有其独特的性能。熔融酸对有机类吸附质具有很强降解催化作用，可以快速将部分吸附质降解成小分子，并将其进行催化改变化学性质，使其溶于酸中，实现吸附质的脱除，达到再生的目的。例如对于吸附饱和的糖用活性炭，熔融酸可将二糖降解成单糖，将单糖羟基通过催化接枝羧基化，易更易溶于酸之中，达到再生目的。同时，熔融状态的固态酸，可视为一种溶剂，对无法降解的吸附质，具有一定的溶解作用，进一步提高活性炭的再生效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有活性炭再生技术的不足，提供了一种低熔点固态酸再生废弃活性炭的方法。该方法操作简单，反应时间短，生产效率高，实现了活性炭的有效再生；其所用固态酸易于回收，可循环利用，无废液产生，成本低廉，绿色环保。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低熔点固态酸再生废弃活性炭的方法，包括以下步骤：

（1）将固态酸加热至熔融状态后，加入废弃活性炭，恒温反应一定时间，获得废弃活性炭-熔融固态酸混合物；

（2）待步骤（1）所得的废弃活性炭-熔融固态酸混合物降温至60-90℃，加入热水，趁热过滤，并继续用热水洗涤至pH值为5-7，得到活性炭。

（3）将步骤（2）中得到的活性炭进行干燥，即得再生活性炭，并将步骤（2）的滤液蒸发结晶，回收固态酸。

上述步骤（1）中所述的固态酸包括丁二酸、草酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、偏磷酸、柠檬酸、葡萄糖酸中的任意一种。低熔点固态酸及其熔点见表1。

表1固态酸及其熔点

上述步骤（1）中所述的废弃活性炭为吸附有机物质后的活性炭；废弃活性炭和固态酸的质量比为1:3-1:20。

上述步骤（1）中所述恒温反应一定时间，其反应温度为70-190℃，反应时间为5min-4h，处理方式为磁力搅拌。