[发明专利]一种用于污水处理的碳材料的制作方法

说明书

本发明提供一种用于污水处理的碳材料的制作方法，属于材料生产领域，所述用于污水处理的碳材料的主要原料包括无烟煤、椰壳和木屑，其制作方法是将烟煤、椰壳和木屑粉碎后放于硝酸溶液中浸渍、炭化，再将所得物质用硫酸镁溶液浸渍，将其干燥后放入炭化炉中炭化3‑4h，再将所得物质放入过氧化氢溶液中浸渍8‑10h后，将其干燥、破碎后，于混合气体保护下炭化得到；这种用于污水处理的碳材料及其孔隙率高，有较高的比表面积，具备良好的吸附的作用，制作方法安全。

【技术领域】

本发明涉及材料生产技术领域，尤其是一种用于污水处理的碳材料的制作方法。

【技术背景】

碳是世界上含量很广的元素，它具有多样的电子轨道特性，导致了其晶体的各向异性和其排列的各向异性，使碳质材料具有各式各样的性质及形态，活性炭由80％-90％以上的碳组成，因为其拥有复杂的孔结构和较大的比表面积，是目前应用最广的吸附材料，也是一种疏水性吸附剂，传统的碳材料包括活性炭、木炭、石墨等，溶液中水和离子在进入活性炭孔隙中会发生重叠，因此，适当的活性炭孔径有利于吸附质向孔内扩散，使吸附作用更为稳定、有效。

【发明内容】

鉴于以上提出的问题，本发明提供了一种用于污水处理的碳材料的制作方法，这种用于污水处理的碳材料及其孔隙率高，有较高的比表面积，孔径分布均匀，具备良好的吸附效果，可应用于污水处理等技术领域。

本发明的技术方案如下：

一种用于污水处理的碳材料的制作方法，包括以下步骤：

(1)原料：制作用于污水处理的碳材料的主要原料包括无烟煤、椰壳和木屑；

(2)预处理：将烟煤、椰壳和木屑混合，将混合物放入粉碎机中粉碎至粒度小于1cm，得到混合物a；将混合物a放入质量浓度为3-4％的硝酸溶液中浸渍8-10h，用水洗至中性，干燥后于温度为300-350℃下进行炭化，炭化5-6h后取出，制得预处理材料b；

(3)浸渍：将步骤(2)所述预处理材料b与浸渍剂混合，于超声波震荡条件下浸渍5-7h后，于80-105℃下干燥6-8h取出，得到物质c；其中，所述浸渍剂为8-12wt％的硫酸镁溶液；

(4)炭化：将步骤(3)干燥后的物质c放入炭化炉中，以3-5℃/min的升温速率升温至450-550℃，并保持炭化3-4h取出，冷却至常温，得到物质d；

(5)改性：将步骤(4)所得物质d放入其总质量2-3倍的改性溶剂中浸渍8-10h后，过滤，将固体残渣放于95-100℃条件下干燥8-10h后，取出将其破碎至粒度为0.25-0.3mm，再将破碎后的粉末于混合气体环境下，以3-5℃/min的升温速率升温至700-750℃并保温30-35min，取出冷却后，即得到碳材料；其中，所述改性溶剂为质量浓度为25-30％的过氧化氢溶液；所述混合气体为体积流量是150-200ml/min的氨气、体积流量是4-6ml/min的二氧化碳与体积流量是300-350ml/min氮气的组合。

进一步地，在步骤(1)中，所述无烟煤、椰壳和木屑的质量比为2-4:4-6:1。

进一步地，在步骤(1)中，所述无烟煤、椰壳和木屑的质量比为3:5:1。

进一步地，在步骤(3)中，所述超声波为50-60KHZ。

进一步地，在步骤(5)中，所述改性溶剂为质量浓度为27％的过氧化氢溶液。

进一步地，在步骤(5)中，所述混合气体为体积流量是160ml/min的氨气、体积流量是5ml/min的二氧化碳与体积流量是320ml/min氮气的组合。

本发明的一种用于污水处理的碳材料的制作方法与现有技术相比，具有如下优点：