[发明专利]一种改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法

说明书

一种改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法，涉及复合改性制备活性炭吸附材料技术领域，首先将钾盐、钡盐、铋盐溶于水中混合均匀，再加入活性炭并混合均匀，然后通过超声波微波组合反应器进行反应，制备获得改性3D多孔碳复合吸附材料。本发明以3D多孔碳为主要载体物质，以一定含量和组成的K₂O‑Bi₂O₃‑BaO为吸附材料的填充剂，以最新发展的超声微波组合法制备性能优良的复合吸附材料。同时，采用不同摩尔比掺杂K₂O‑Bi₂O₃‑BaO物质离子对多孔碳吸附材料进行改性研究。获得了较佳的复合3D多孔碳组分吸附剂材料。不同组成的系列多孔碳复合材料对含Pb(Ⅱ)离子重金属离子溶液吸附量与去除时间、物质组成均不同。

技术领域

本发明涉及复合改性制备活性炭吸附材料技术领域，具体是涉及一种改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着经济和科学技术的飞速发展，多孔碳材料是一种无污染、无害环境的吸附剂材料。大量的实验和研究表明，复合多孔碳材料由于其独特的性能，比单一多孔碳材料具有更好的吸附和催化性能。多孔碳复合吸附材料由于其具有丰富的孔状结构、超高比表面积，丰富的表面官能团，在吸附分离、污水处理、气体净化等领域广泛应用。

3D多孔碳材料因其独特的三维结构目前被广泛关注，它具有独特的骨架结构、较高的表面积、定向的孔道分布，具有较高的化学稳定性，表现出较强的双电层效应，还能够负载一定量的金属化合物，作为锂电、锂硫、超级电容器的碳电极材料。

3D多孔碳材料常见的合成方法有碳化法、物理化学活化法、催化活化法、有机凝胶碳化法、自组装法和模板法等。催化活化法金属易进入并滞留在多孔碳内部，有机凝胶碳化法设备昂贵制备过程较繁琐，且有机气凝胶的前驱体使用酚、醛类等有毒性的有机物，对工作人员和环境有一定的危险性。传统模板法的模板合成过程较为繁琐、成本较为高昂等，都限制了其在工业生产的大规模应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法，以制备可以用于含铅离子的工业污水废水环境治理的吸附材料。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法，首先将钾盐、钡盐、铋盐溶于水中混合均匀，再加入活性炭并混合均匀，然后通过超声波微波组合反应器进行反应，制备获得改性3D多孔碳复合吸附材料C-K₂O-Bi₂O₃-BaO。

作为本发明的改性3D多孔碳复合吸附材料的制备方法的优选技术方案，具体步骤如下：

1)、称取硝酸钾、硝酸钡、硝酸铋加入烧杯中，使用蒸馏水溶解，磁力搅拌下加入氨水调节溶液的pH值至9-12，充分搅拌后，用氨水溶液调其pH；

2)、将活性炭粉球磨均匀颗粒至1～5μm的细粉，然后加入至溶液中，充分搅拌后，再次用氨水溶液调其pH至9-12；

3)、将溶液置于超声波微波组合反应器中进行反应，采用超声波1200W+微波1000W双功能化反应30min；

4)、反应结束后，将样品放入150℃烘箱中干燥6h，获得改性3D多孔碳复合吸附材料C-K₂O-Bi₂O₃-BaO。