[发明专利]一种活性炭的环保疏水改性方法

说明书

本发明属于吸附材料制备技术领域，公开了一种活性炭的环保疏水改性方法。将活性炭置于80～120℃的烘箱中处理2～6h进行除水预处理，然后将除水预处理的活性炭浸渍于无水乙醇溶液中，滴加浓硫酸作为催化剂，将整个反应系统密封后置于40～77℃烘箱中加热处理1～6h，所得活性炭用乙醇洗涤至中性，并置于80～120℃的烘箱中干燥2～6h，即得到改性后的疏水活性炭。本发明的处理方法成本低廉、操作简便、反应条件要求较低、对炭材料固有结构影响较小、绿色环保，所得改性活性炭在高湿环境下活性炭对VOCs具有良好的吸附性能，大大减少了高湿环境中有机废气的处理成本。

技术领域

本发明属于吸附材料制备技术领域，具体涉及一种活性炭的环保疏水改性方法。

背景技术

活性炭吸附法是一种在工业上广泛使用的处理有机废气(VOCs)的方法，但其在高湿环境下容易吸附水蒸气，从而降低其对VOCs的吸附性能。对活性炭表面官能团进行改性处理，减少其中的亲水基团可进一步提高其疏水性能，从而提高了其在高湿条件下的吸附性能。在提高活性炭疏水性方面已有相关专利申请，参阅：发明专利201410540567.8“一种疏水活性炭改性材料的制备方法”；发明专利201310223296.9“一种超疏水型活性炭的制备方法”；发明专利201810263723.9“一种疏水型活性炭的制备方法”。这些方法都能有效的提高活性炭的疏水性，然而存在成本较高、工艺流程复杂、反应条件较为严苛、对炭孔结构产生影响甚至是破坏等不足。因此探索一种成本低廉、操作简便、反应条件要求较低、对炭材料固有结构影响较小、绿色环保且在高湿环境下具有较好吸附性能的活性炭是十分必要的。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种活性炭的环保疏水改性方法。该方法成本低廉、操作简便、反应条件要求较低、对炭材料固有结构影响较小、绿色环保且所得改性活性炭在高湿环境下对VOCs具有较好吸附性能。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种活性炭的环保疏水改性方法，包括如下步骤：

(1)将活性炭置于80～120℃的烘箱中处理2～6h进行除水预处理；

(2)将步骤(1)除水预处理的活性炭浸渍于无水乙醇溶液中，滴加浓硫酸作为催化剂，将整个反应系统密封后置于40～77℃烘箱中加热处理1～6h；

(3)将步骤(2)处理后的活性炭用乙醇洗涤至中性，并置于80～120℃的烘箱中干燥2～6h，即得到改性后的疏水活性炭。

优选地，所述无水乙醇溶液的质量浓度≥99.5％。

优选地，所述浓硫酸的质量浓度≥98％。

本发明的基本原理是，通过消除活性炭表面官能团包括但不限于羧基、酚羟基等可与水分子形成氢键的亲水含氧基团，从而提高活性炭的疏水性。通过羧基和乙醇的酯化反应和酚羟基和乙醇的脱水缩合反应，减少活性炭表面羧基和酚羟基的含量，从而提高其疏水性。

本发明的优点是：成本低廉、操作简便、反应条件要求较低、对炭材料固有结构影响较小、绿色环保，所得改性活性炭在高湿环境下活性炭对VOCs具有良好的吸附性能，大大减少了高湿环境中有机废气的处理成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)对5g活性炭样品进行除水预处理，将其置于80℃的烘箱中处理2h。

(2)将上述进行除水预处理的活性炭样品浸渍于20ml浓度≥99.5％无水乙醇溶液中，滴加1ml浓度≥98％浓硫酸作为催化剂，将整个反应系统密封后置于40℃烘箱中加热处理1h。