[发明专利]一种无氟防水防潮超疏水活性炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无氟防水防潮超疏水活性炭的制备方法，其特征在于制备步骤为：

（1）原料：选用活性炭为煤质、木质、果壳活性炭中的一种，含水率不高于2wt.%；

（2）预处理：首先将1-2份聚二甲基硅氧烷（PDMS）加入40-50份乙酸乙酯或含有表面活性剂的去离子水中，室温搅拌后加入0.1-1份疏水二氧化硅纳米粉和0.1-0.2份PDMS固化剂，持续搅拌得到预处理溶液；将活性炭浸泡在预处理溶液中，5-10min后取出晾干；所述表面活性剂在去离子水中的质量含量为0.2-0.5%；所述疏水二氧化硅纳米粉为颗粒直径4-10nm硅溶胶或气相二氧化硅嫁接疏水基团后干燥而得，所述疏水基团为甲基、丙基、异丁基或辛基；

（3）改性：将0.1-0.5份表面活性剂、2-4份氨水、1-2份亲水二氧化硅分散于80-100份去离子水中，50℃下搅拌30 min后，逐滴加入0.2-0.5份改性剂，持续搅拌16-24 h得到改性溶液；或者直接将1-2份亲水二氧化硅纳米粉、1-5份水性烷基硅氧烷低聚物分散于80-100份去离子水中，50℃下持续搅拌4-6 h得到改性溶液；将预处理后的活性炭泡入改性溶液，活性炭与改性溶液的质量比为1：(1.5-3)，5-10min后，在50-80℃条件下真空旋转45-60 min，获得改性活性炭；所述亲水二氧化硅为颗粒直径4-10nm硅溶胶嫁接KH550硅烷偶联剂基团后干燥而获得；所述改性剂为碳链长度大于3的无氟烷基硅氧烷，在改性溶液中的含量为1wt.%-10wt.%；所述水性烷基硅氧烷低聚物为水性异丁基硅氧烷、水性辛基硅氧烷或水性丙基硅氧烷；

（4）固化：将改性活性炭取出，置于200-250℃烘箱固化30 min-4 h，得无氟防水防潮超疏水活性炭。

2.根据权利要求1所述无氟防水防潮超疏水活性炭的制备方法，其特征在于，所述无氟烷基硅氧烷为异丁基硅氧烷、辛基硅氧烷或丙基硅氧烷。

3.根据权利要求2所述无氟防水防潮超疏水活性炭的制备方法，其特征在于，所述改性剂为无氟烷基硅氧烷原液，或溶剂为正己烷的无氟烷基硅氧烷稀释液。

4.根据权利要求1所述无氟防水防潮超疏水活性炭的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅流平剂、阳离子型氟碳表面活性剂或非离子型氟碳表面活性剂。

5.权利要求1-4任一所述制备方法制得的无氟防水防潮超疏水活性炭。

6.根据权利要求5所述的无氟防水防潮超疏水活性炭，其特征在于，在相对湿度为60-99%环境中或水中静置24 h，吸潮或吸水增重小于10%，在相对湿度为60-99%环境中或水中静置90天，吸潮或吸水增重小于20%；与未处理活性炭相比，超疏水活性炭在潮气或水中仍能高效吸附有机物，吸附效率提升95%以上，且在100℃真空加热30min，90%以上的吸附物能解吸。

7.权利要求5所述无氟防水防潮超疏水活性炭在制备去除COD和VOC产品中的应用。