[发明专利]离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法

说明书

本发明涉及吸附材料技术领域，具体公开一种离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：将所述的离子液体与活性炭混合，于100～120℃恒温处理24～36h，经分离处理，得到改性活性炭。本发明提供的改性后的活性炭对有机废气饱和吸附量提升120％左右，自燃点增高30℃左右，改性后的活性炭的吸附效率提高，自燃点变高，降低发生自燃的可能性。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家经济的发展，人们对大气环境质量的要求越来越高，其中有机废气作为大气污染物中的一种，因其持续时间长，毒害性大的特点，引起了广大学者的注意。活性炭因具有丰富的孔隙结构，巨大的比表面积，化学稳定性好等优点，而常被作为有机废气处理的吸附材料。然而，活性炭在吸附过程中普遍存在吸附效率低，吸附所用时间长的问题，同时在储存、运输、使用过程中还可能发生自燃现象。

因此，对活性炭进行改性很有必要。目前活性炭的改性常用的改性剂有氧化剂、还原剂、负载金属离子等，存在污染环境、改性效果偏低等问题。

发明内容

针对现有活性炭存在的吸附效率低，吸附所用时间长且有自燃的安全隐患，以及活性炭改性剂污染环境的问题，本发明提供一种离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种离子液体在制备改性活性炭中的应用，所述离子液体由摩尔比为1:1-10的氨基酸与含碳化合物制得，所述含碳化合物为磺酸或咪唑类化合物中的至少一种。

进一步地，所述氨基酸为如下通式RCHNH₂COOH中的至少一种，其中，R为C₂-C₆链烯基、C₁～C₄取代链烷基或未取代链烷基、含氮杂环、芳香基或环烷基，所述C₁～C₄取代链烷基的取代基为羟基、羧基、巯基、氨基、胍基或苯基中的一种。

进一步地，所述磺酸为如下通式R-SO₃H中的至少一种，式中R为C₁～C₅烃基。

进一步地，所述咪唑类化合物为咪唑或咪唑衍生物，作为阳离子与氨基酸形成离子液体，所述咪唑衍生物为1-烷基咪唑，1-烷基-3-甲基咪唑或1-烷基-2,3-二甲基咪唑中的一种，其中，所述烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基。

进一步地，所述离子液体的制备方法为：将所述氨基酸与含碳化合物混合后，升温至80-90℃，保温至体系均一透明，即得离子液体。

进一步地，升温速度为3-7℃/h，保证形成体系均一性能稳定的离子液体。

本发明还提供了一种改性活性炭，由上述的离子液体改性制得。

本发明还提供了一种上述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：

将所述的离子液体与活性炭混合，于100～120℃恒温处理24～36h，经分离处理，得到改性活性炭。

具体地，在100～120℃活性炭与离子液体充分接触，使离子液体与活性炭反应，使活性炭甲基亚甲基的数量减少，醚键数量增加，提高活性炭的化学稳定性，解决了传统物理浸渍负载法中离子液体容易流失的问题，此外，活性炭中的醚键、酯键数量上升，羧基，酸性基团减少，活性炭的氧化活性减弱从而降低活性炭的活化能，使得活性炭难与氧气发生反应，从而降低其自燃发生的概率。

进一步地，所述活性炭的平均粒径为270-330μm。