[发明专利]一种用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂的制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂的制备方法和应用，属于大气污染防治技术领域。本发明首先对活性炭纤维进行远程氩等离子体处理，之后使用过氧化氢溶液进行超声浸渍，能使活性炭纤维表面的酚羟基、内酯基、羧基等含氧官能团数量显著增加；通过将改性活性炭纤维与硝酸铜溶液混合并进行旋蒸，使铜盐负载于活性炭纤维表面，经微波马弗炉焙烧后铜盐转化为氧化铜，能够作为脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢和氨气的活性组分，从而提高有害气体的脱除效率；通过对焙烧后的活性炭纤维进行远程氧等离子体处理，能够增强活性炭纤维表面的含氧官能团，并提高活性炭纤维基吸附剂的抗污染性能，从而提高其使用寿命。

技术领域

本发明涉及大气污染防治技术领域，特别涉及一种用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂的制备方法和应用。

背景技术

随着合成氨、磷化工和煤化工等行业的迅速发展，硫化氢、磷化氢、氨气成为化工行业中含量急剧飙升的大气污染物；砷化氢为剧毒物质，具有很强的溶血性，高温下不稳定，对人体和环境有极大危害。

目前，硫化氢、磷化氢的脱除方法主要有湿法和干法两大类，湿法包括次氯酸钠法、氯水法和浓硫酸法等液态催化水解法，干法有燃烧法、催化分解法等。然而湿法脱除的操作复杂、投资费用高且不易回收再生，干法脱除虽能克服湿法的缺点，但脱除效率低、容易造成二次污染。砷化氢的脱除方法主要为氧化法、热分解法，但同样存在着脱除效率低的问题。氨气的处理方法主要有化学酸洗法、冷却水法和高温分解法，这三种方法虽然操作简单，但也存在一定的缺点，化学酸洗法、冷却水法都存在二次污染的可能，高温分解法一次性投资大，运行费用高且结构复杂不便检修。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂及其制备方法和应用，本发明提供的活性炭纤维基吸附剂能够同时脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢和氨气，且具有高脱除效率。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)对活性炭纤维进行远程氩等离子体处理，得到预处理活性炭纤维；

(2)将所述预处理活性炭纤维在过氧化氢溶液中超声浸渍，之后洗涤至中性，得到改性活性炭纤维；

(3)将所述改性活性炭纤维与硝酸铜溶液混合，进行旋蒸，得到负载铜盐的活性炭纤维；

(4)将所述负载铜盐的活性炭纤维依次进行微波马弗炉焙烧和远程氧等离子体处理，得到用于脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢、氨气的活性炭纤维基吸附剂。

优选的，所述远程氩等离子体处理的条件包括：

射频功率为20～40W；

气体流量为10～30cm³·min^-1；

处理时间为30～60s；

活性炭纤维距放电中心的距离为1～20cm；

氩气纯度≥99.999％。

优选的，所述预处理活性炭纤维的粒径为40～60目。

优选的，所述过氧化氢溶液的浓度为1.5～3mol/L；所述超声的频率为20～30kHz，时间为2～3h。

优选的，所述步骤(3)中硝酸铜溶液中铜的质量为活性炭纤维质量的5～20％。

优选的，所述旋蒸的速率为60～80rpm，温度为80～120℃，时间为2～3h；

所述微波马弗炉焙烧的温度为400～550℃，时间为1～3h。