[发明专利]一种半焦活性炭吸附剂及其KOH碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用

说明书

本发明提供一种半焦活性炭吸附剂及其KOH碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用，包括如下步骤：1)取原料半焦用水洗涤，烘干；2)取KOH与步骤1)预处理后的半焦，混合均匀，在惰性气体保护下进行高温碳化，待碳化完成后，将所得半焦活性炭用水反复冲洗至中性，干燥，得到半焦活性炭吸附剂。半焦活性炭吸附剂对水环境中四环素的吸附效果显著，能较好的代替活性炭，降低环保成本，具有良好的经济和环境效应。

技术领域

本发明属于水中四环素的净化技术领域，涉及一种半焦活性炭吸附剂及其KOH碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用。

背景技术

抗生素是一类用于促进动物生长繁殖、治疗和预防疾病的抗菌性药物。我国是抗生素使用大国，但人和动物不能消化这巨大的使用量，60％-90％的抗生素会以自身原化合物的形式随着粪便和尿液排泄出体外，最终进入环境中造成污染。其中四环素属于多环并四苯缩基酰胺母核的衍生物，在水溶液及干燥条件下极为稳定，但由于其自身的难降解性，从而使其在环境中停留而蓄积，导致被四环素污染的水体难以得到较好的处理，四环素的含量在环境中日益剧增，这不仅危害人类的健康，还危害着生态环境。

目前，四环素主要的去除技术方法包括生物处理法、高级氧化法、膜分离法和吸附法等。吸附法是一种易操作、去除效果好、无二次污染物产生、固体吸附剂易分离和再生的方法，而四环素是平面大分子结构，能与吸附剂碳骨架中的苯环发生络合反应使吸附量增大，因此吸附法在处理四环素废水上有广泛的应用前景。目前，最常用的吸附剂是活性炭颗粒，虽然处理效果好，但由于成本过高、再生性能差等缺点，各企业难以承受巨额的环保成本，使它在废水处理领域不再占有优势。因此，开发更经济更高效的新型吸附剂具有广阔的应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种半焦活性炭吸附剂及其KOH碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用，用作吸附剂去除水体中的四环素，去除效果显著，能较好的代替活性炭，降低环保成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种利用KOH碱熔融法制备半焦活性炭吸附剂的方法，包括如下步骤：

1)取原料半焦用水洗涤，烘干；

2)取KOH与步骤1)预处理后的半焦，混合均匀，在惰性气体保护下进行高温碳化，待碳化完成后，将所得半焦活性炭用水反复冲洗至中性，干燥，得到半焦活性炭吸附剂。

优选的，步骤2)中，KOH与步骤1)预处理后的半焦的质量比为(1-3):1。

优选的，步骤2)中，碳化温度700-900℃，碳化时间为1-3h。

优选的，步骤2)中，惰性气体为N₂。

采用所述的制备方法得到的半焦活性炭吸附剂。

所述的半焦活性炭吸附剂在去除水中四环素中的应用。

优选的，在水体中加入半焦活性炭吸附剂，在pH为3.0～11.0的条件下吸附水体中的四环素，吸附时间为5min～8h。

进一步的，pH为3.0～7.0。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

半焦是低阶煤在隔绝空气、低温(500-700℃)条件下，干馏所得到的热解产物，这种物质同煤炭一样，也是由多种组分组成的混合物，其内部具有发达的微孔结构和比表面积，含有较多表面含氧官能团，自身的含碳量还很高，半焦活性炭主要应用于烟气的脱硫脱硝方面。本发明利用半焦作为原料，采用KOH碱熔融法制备半焦活性炭，通过活化改性增大了其比表面积和总孔体积，提高了水溶液中四环素的去除率。制备的半焦活性炭吸附剂能够在水体中快速吸附四环素，操作简单，去除效果显著，吸附剂可再生、循环利用，能较好的代替活性炭，降低环保成本，具有良好的经济和环境效益。