[发明专利]一种基于废弃棉织物的活性炭材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及废弃棉织物再利用技术领域，尤其是一种基于废弃棉织物的活性炭材料的制备方法及应用。本发明以废弃棉织物为原材料，先用盐酸、高锰酸钾等试剂作为一次活化剂的水溶液浸泡，然后将布条取出在高温下加入氢氧化钠、硫酸铵等固体作为二次活化剂煅烧，得到废棉织物基活性炭。本发明使用的原材料廉价易得，制备的活性炭可以有效降低印染废水三级出水的色度和COD，与印染废水三级出水的常规处理工艺(次氯酸钠氧化法)的效果相当，但是与次氯酸钠氧化法相比可以大幅度降低残余氯和盐的浓度，并且经过简单的热处理可以达到良好的循环利用效果。

技术领域

本发明涉及废弃棉织物再利用技术领域，尤其是一种基于废弃棉织物的活性炭材料的制备方法及应用。

背景技术

印染废水中的染料多为人工合成的化学染料，性质稳定、难降解、存在潜在的毒性、具有复杂的芳环结构，色度高，直接排放到水中会给环境造成严重污染。一般采用传统的物化、生化法及其组合工艺对印染废水进行实际处理，研究过程中发现这些方法的处理效果不稳定，需要进行深度处理，以降低其中的溶解性有机物和色度，减轻直接排放对生态环境造成的负面影响。污水深度处理的方法包括活性炭吸附、膜分离、高级氧化法、电化学方法等。污水处理工序中对于三级出水通常采用次氯酸钠等强氧化剂进行漂白脱色，尽管脱色效果很好但是会产生大量的余氯和盐，增加了后期处理过程中氯离子二次污染的风险和隐患。

活性炭是一种多孔含炭物质，对污染物及色度有极强的去除作用。目前，低成本、来源广、性能高的活性炭原料的开发逐渐受到人们的关注。若以废棉织物为原料制备活性炭，可实现其资源化有效利用，降低活性炭的制备成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于废弃棉织物的活性炭材料的制备方法及应用，本发明以废棉织物为原料制备活性炭，实现其资源化有效利用，降低活性炭的制备成本。采用废棉织物基活性炭处理三级出水，可以有效降低色度和COD，同时避免余氯等二次污染的产生。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样来实现的：

第一方面，该发明提供一种基于废弃棉织物的活性炭材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)废弃棉织物的预处理：将废弃棉织物剪成碎布条；

(2)第一次活化：将一次活化剂溶于水中，加入碎布条后，取出进行干燥；

(3)将干燥后的碎布条与二次活化剂混合后煅烧，然后自然冷却到室温，得到废棉织物基活性炭样品；

一次活化剂为硫酸、盐酸、高锰酸钾其中一种；二次活化剂为氢氧化钠、小苏打、高锰酸钾、硫酸亚铁铵、硅酸钠、过硫酸铵、氯化铝其中一种。

进一步的，步骤(1)中废弃棉要剪成长10-15cm，宽0.5-1cm的碎布条。

进一步的，盐酸、高锰酸钾配制为0.1M的溶液，硫酸配置成0.25M的溶液。

进一步的，碎布条与一次活化剂溶液的固液比为1:30～1:50g/ml，浸泡时间4-10小时。

进一步的，将一次活化后得到的样品温度控制在90-120℃条件下干燥。

进一步的，碎布条与二次活化剂的质量比为2.5-10g/g。

进一步的，在高温度的环境中控制温度为450-850℃煅烧，碳化时间为0.5-1小时。