[发明专利]一种糖液制备磁性活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种糖液制备磁性活性炭的方法，属于活性炭制备技术领域。本发明针对现有磁性复合材料存在磁性颗粒分布不均匀、稳定性差、磁性颗粒易流失、适用范围窄等缺点。本发明，将糖液、铁源与聚丙烯酸钠混合搅拌均匀后，放入高温反应釜中水热反应生成水热前驱体，然后在惰性气体保护下热解生成磁性活性炭。本发明具有原料利用率高、活性炭比表面积大、操作简单、成本低等优点，且合成的磁性活性炭对污染物具有较强吸附能力，可磁性回收。

技术领域

本发明涉及一种糖液制备磁性活性炭的方法，属于活性炭制备技术领域。

背景技术

近年来，水污染已经成为全世界范围内最严重的环境问题之一，必须加以控制和缓解。活性炭是目前水处理中应用最广泛、效率最高的吸附剂，用于去除水中的重金属离子和有机毒性物种。主要是因为活性炭具有超大的比表面积、发达的孔道结构以及丰富的表面官能团，可以通过范德华力、氢键、π-π作用与有机物和金属离子结合，吸附去除水中的污染物。但是，当粉状活性炭用于水中污染物吸附时，由于活性炭颗粒尺寸极小，可能需要高性能的离心机将固相与水相分离，存在分离困难、容易造成二次污染以及资源浪费等缺点。

制备磁性活性炭可有效解决活性炭难回收问题，磁性活性炭可通过外加磁场快速富集与回收，简化活性炭回收途径，提高活性炭回收率。在过去的几年中，研究学者开发了多种不同制备磁性活性炭的方法，一是共沉淀法，将金属盐类与碳混合，通过共沉淀的方法将磁性微粒负载在碳材料表面；二是等体积浸渍法通过浸渍，用活性炭吸附铁、钴、镍等金属离子后，再煅烧制备磁性活性炭。这两种方法制备的磁性复合材料存在磁性颗粒分布不均匀、稳定性差、磁性颗粒易流失、适用范围窄等缺点。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种糖液制备磁性活性炭的方法。

一种糖液制备磁性活性炭的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，向水中加入糖源、铁源和聚丙烯酸钠，充分搅拌1-12h后，将混合液转移至反应釜中，然后置于160-220℃烘箱中保温反应4-24h，自然冷却至室温，过滤后洗涤沉淀，干燥得到水热前驱体；

步骤2，在惰性气体保护下，将步骤1获得的水热前驱体进行煅烧，获得磁性活性炭。

进一步地，步骤1中糖源为葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、乳糖中的一种或多种以任意比例混合。

更进一步地，糖源在混合液中浓度为50～500g/L。

更进一步地，糖源在混合液中浓度为200g/L。

进一步地，步骤1中铁源为可溶性铁盐或可溶性亚铁盐。

进一步地，铁源为硝酸铁、硫酸亚铁、氯化铁或氯化亚铁。

进一步地，步骤1中糖源、铁源和聚丙烯酸钠的质量比为1:(0.1～1):(0.1～1)。

进一步地，步骤1中糖源、铁源和聚丙烯酸钠的质量比为1:0.2:0.2。

进一步地，步骤1中水热反应温度为180℃。

进一步地，步骤2中煅烧升温速率为1～20℃/min，煅烧温度为500～900℃，煅烧时间为1～12h。

更进一步地，步骤2中煅烧温度为800℃。

进一步地，惰性气体为氮气或氩气。

本发明具有以下有益效果：本发明以糖液、铁源和聚丙烯酸钠为原料，制备了高比表面积磁性活性碳，该方法具有原料廉价易得、原料利用率高、无铁源损耗、制备方法简单和易于工业化生产等优点，磁性活性炭使用后易分离，损耗低。

附图说明

图1为实施例1所得水热前驱体扫描电镜图；

图2为实施例1所得磁性活性炭扫描电镜图；