[发明专利]一种用于污水处理的碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法由以下步骤组成：碳纤维改性、备料、制备第一组分、制备第二组分、成型；

所述碳纤维改性，聚丙烯腈基碳纤维粉经酸洗、水洗、干燥后，投入至6-8倍体积的第一改性液中，40-50℃温度条件下，超声分散1-2h后，经醇洗、水洗、干燥，制得改性碳纤维；

所述第一改性液采用以下方法制得，将硅烷偶联剂KH-570投入至乙醇溶液中，混合均匀后，调节pH至4-5；

所述备料，将改性碳纤维投入至去离子水中，分散均匀，制得A液；

将六水合氯化铁、三水合乙酸钠、四水合乙酸钴投入至去离子水中，完全溶解，制得B液；

将L-半胱氨酸投入至去离子水中，完全溶解，制得C液；

将抗坏血酸投入至去离子水中，完全溶解，制得D液；

所述制备第一组分，将A液投入至B液中，混合均匀后，在20-30℃温度条件下，搅拌并滴加C液，C液滴加完成后，继续搅拌3-4h；然后滴加Ｄ液，Ｄ液滴加完成后，超声分散20-50min；然后转入至密闭空间内，控制填充度为60-70%，升温至190-200℃，保温进行水热反应8-10h后，自然冷却至常温，滤出固体物，采用乙醇洗涤2-3次后，采用去离子水洗涤2-3次，冷冻干燥，制得第一组分；

所述制备第二组分，沸石粉、第二改性液经球磨处理后，干燥，制得第二组分；

所述第二改性液采用以下方法制得，将硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570投入至乙醇溶液中，混合均匀；

所述成型，将第一组分、第二组分、二氧化钛水溶胶混合均匀后，预制成型，置于氮气气氛环境下，升温至350-400℃，保温2-3h，制得用于污水处理的碳材料。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述碳纤维改性中，聚丙烯腈基碳纤维粉的目数为500-600目；

酸洗采用硝酸溶液，硝酸溶液的浓度为8-12wt%；

超声分散的超声功率为800-1200W，超声频率为30-35kHz。

3.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述第一改性液中，硅烷偶联剂KH-570与乙醇溶液的重量份比值为5-8:100；乙醇溶液的浓度为90-95%。

4.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述备料中，A液中改性碳纤维与去离子水的重量份比值为3-5:100；

B液中六水合氯化铁、三水合乙酸钠、四水合乙酸钴、去离子水的重量份比值为1.3-1.6:2.2-2.5:2-2.2:45-55；

C液中L-半胱氨酸与去离子水的重量份比值为0.3-0.35:100；

D液中抗坏血酸与去离子水的重量份比值为0.18-0.2:100。

5.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备第一组分中，C液的滴加速率为3-5mL/min；D液的滴加速率为0.1-0.2mL/min；

超声分散的超声功率为600-700W，超声频率为35-40kHz。

6.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备第一组分中，A液、B液、C液、D液的重量份比值为1:0.9-0.95:0.8-0.9:0.1-0.12。

7.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备第二组分中，沸石粉的目数为200-300目；

沸石粉与第二改性液的重量份比值为1:1.2-1.5。

8.根据权利要求1所述的用于污水处理的碳材料的制备方法，其特征在于，所述第二改性液中，硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570、乙醇溶液的重量份比值为4-5:2-3:100；乙醇溶液的浓度为85-95%。