[发明专利]一种含混合纳米颗粒的环保活性炭纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含混合纳米颗粒的环保活性炭纤维及其制备方法，主要由橡胶和稻杆混合作为原料制成，本发明涉及的环保活性炭纤维制备方法具有生产成本低、产量高、工艺简单、生产过程可控和环境友好的特点，所制备的活性炭纤维对空气中的低浓度挥发性有机物由良好的吸附去除效果。

技术领域

本发明涉及环保材料制备领域，尤其涉及一种含混合纳米颗粒的环保活性炭纤维及其制备方法。

背景技术

活性炭纤维具有丰富的微孔和高的比表面积，其吸附容量远远高于其他多孔吸附材料如吸附树脂、沸石、硅胶等；比其同类产品活性炭也好得多。活性炭纤维对有机蒸汽的吸附量比粒状活性炭大几倍甚至几十倍；且由于活性炭纤维与吸附质强的作用力，其微孔直接与吸附质接触，减少了扩散的路程。活性炭纤维与气体的吸附数十秒至数分钟可达平衡；活性炭纤维对有机质具有很强的相互作用力，可以吸附除去ppm、ppb级乃至更低浓度的有机污染物。目前采用的多功能化活性炭制备工艺，虽有其优点，但存在生产成本较高、产量低、反应条件难以掌控、操作工艺复杂，还易造成环境污染的问题。而活性炭产品在去除空气中的低浓度挥发性有机物也存在一定困难。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明实施例要解决的技术问题是，如何低成本制造对空气中的低浓度挥发性有机物有良好吸附效果的活性炭纤维。

解决方案

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种含混合纳米颗粒的环保活性炭纤维及其制备方法，包括：

将橡胶粉碎至80～100目，与粉碎后的稻杆混合，然后加入质量百分数为18～22％的KOH溶液中，在92～96℃的温度下浸泡45～50分钟，将反应后的沉积物水洗至中性后干燥得到混合沉积物；其中，橡胶与稻杆的质量比为1：1.5～4；

将所述混合沉积物加入盐酸，进行密闭搅拌2～3小时，搅拌过程中pH值为1～3，搅拌温度为40～60℃，将反应后的混合沉积物在水温40～60℃下水洗至中性后干燥得到第二沉积物；

将第二沉积物浸入混合溶液中，充分搅拌后静置20～30分钟，然后加入二氧化钛、三氧化二铝的纳米颗粒以及石墨颗粒后进行超声振荡后静置20～30分钟，然后将沉积有二氧化钛、三氧化二铝的混合物在101～105℃进行蒸发干燥得到第三产物；其中，所述混合物、混合溶液、二氧化钛、三氧化二铝：石墨的质量比为1～2：1.5～3：0.2～0.6：0.1～0.5：0.05～0.06；所述混合溶液质量百分比为：乙醇40～50％，叔丁醇20～30％，正丙醇20～30％；所述石墨颗粒为150～300目；

将所述第三产物置于370～390℃的混合气体环境下20～30分钟，然后升温至550～595℃进行炭化2～4小时，得到含纳米微粒的混合活性炭纤维；其中，所述混合气体环境体积比率为：二氧化碳15～30％，氧气0～5％，氨气20～50％，水蒸气0～5％，氮气20～65％，混合气体环境压强为0.09～0.12MPa。

优选的，所述炭化的升温速率为3～7℃/min。

优选的，所述橡胶的碳含量为50～80％、灰分含量为18～30％。

本发明具有生产成本低、产量高、工艺简单、生产过程可控和环境友好的特点，所制备的活性炭纤维对空气中的低浓度挥发性有机物由良好的吸附去除效果。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。