[发明专利]一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法，步骤如下：(1)对活性炭进行预处理，去除活性炭表面杂质，将预处理后的活性炭样品分别标记后放在干燥皿中备用；(2)配制疏水性单体的溶液:在冰水浴中,把疏水性单体、引发剂过氧化二苯甲酰溶于有机溶剂中,搅拌混合作为树脂聚合液；(3)运用气相沉积的方法，取适量树脂聚合液气相沉积到活性炭表层，将得到的活性炭置于120‑160℃鼓风恒温干燥箱,恒温干燥2‑4小时得到改性样品。本发明制备过程简单，耗材量小，制备条件温和，制备的活性炭改性材料具有疏水的表面化学性能,弥补了高湿度下多孔炭材料易吸湿、吸附目标有机物的容量小的不足，此材料易于回收，可重复循环利用。

技术领域

本发明涉及活性炭改性材料制备技术领域，具体涉及一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法。

背景技术

随着科技的发展人类的进步，现代化工业的逐步建设，各种化学品被开发利用，给人们生活带来了便利，同时由于工业有毒有害的废气排放，汽车尾气的增多以及很多化学试剂的挥发等对大气环境和人体的危害日益严重，成了人们不得不面对的问题。

目前挥发性有机化合物(VOCs)造成的空气污染问题也已成为全球关注的焦点。治理VOCs的方法很多，但吸附法因具有能耗低、成本低廉、操作简单等优势，是目前VOCs治理中应用最广、最为经济有效的方法。吸附剂的选择是决定吸附法应用的关键。活性炭因具有较大的比表面积、较为发达的孔隙结构以及价格低廉等优势，是目前应用最广的VOCs吸附剂。然而在实际工业应用中，大多排放的VOCs气体通常含有水分，一些相对湿度甚至高达80％，而活性炭的疏水性较差，水分会占据活性炭的大部分活性位点，在此条件下会严重降低活性炭对VOCs的吸附容量，限制了它的实际应用，包括其他无机材料如二氧化硅，高分子材料等表面具有亲水性，限制了它们在很多领域的应用。(参见专利文献：JP09157545，US20090076194，EP1841825等)。目前已经有很多亲水性材料的改性方法，比如专利EP1623066通过将氟硅烷共价键合到无机材料如表面上获得疏水颗粒；专利CN102989414通过将三甲基氯硅烷接枝到活性炭表面获得疏水性活性炭。但因接枝到活性炭表面的长链受热易分解，改性材料高温再生之后疏水性能降低，限制了该改性方法的实际应用。专利CN103495383通过将二甲基硅油与活性炭结合获得疏水性活性炭，但因该方法操作复杂，二甲基硅油容易流失，限制了该方法在工业上的应用。

在本发明的研究过程中，至少发现以下影响活性炭材料疏水性能的问题存在：比如采用活性炭接枝的长链易分解，又比如采用低表面能物质修饰多孔炭材料存在用低表面能物质负载到活性炭表面存在堵孔现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中活性炭的疏水性较差，采用低表面能物质修饰多孔炭材料以及采用低表面能物质负载到活性炭表面存在堵孔现象，从而影响其疏水性能的问题，提供一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法，制备得到的疏水材料可显著提高活性炭表面疏水性。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种疏水材料动态包覆活性炭的制备方法，该制备方法以疏水性单体为改性剂，过氧化二苯甲酰为聚合物引发剂，适量水，溶于有机试剂中，获得树脂聚合液，以预处理后的活性炭为载体，经过气相沉积、普通鼓风干燥制得，该制备方法包括以下步骤：

S1、在制备前对活性炭进行预处理，去除活性炭表面杂质。取适量活性炭为原料，用超纯水冲洗，过滤，将冲洗后的活性炭放入盛有去离子水的烧杯中，超声清洗10-30min，超声功率为300-600w，取下烧杯，滤出水分后将活性炭分别盛装并标记。

S2、将预处理后的活性炭置于烘箱内于120-160℃下烘干，直至质量不再改变。将烘干后的活性炭样品分别标记后放在干燥皿中备用。