一種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及吸附材料技術領域，尤其是涉及一種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法。
【背景技術】
[0002]活性炭材料因其豐富的孔結構、大比表面積、強吸附能力，被廣泛應用于工業吸附劑。現有吸附工藝，更多針對于較高濃度吸附質(幾千ppm以上)，不需要過多的考慮吸附劑的選擇性問題。但是環境大氣中十幾或幾個ppm的污染氣體，足以造成嚴重的空氣污染問題，這種工況下商業化的活性炭往往達不到預期的效果。因此，亟待開發一種在極低溶度條件下，依然具有高效吸附效果的活性炭基吸附材料。
[0003]采用特定的物理或化學方法對商業化活性炭進行表面改性，能夠提高活性炭對目標吸附質的吸附性能。中國專利CN1593744A公開了一種藥劑活化法制備活性炭基材料二氧化硫(S02)吸附劑的方法，將含碳材料加入雙氧水(H202)、硫酸(H2S04)、硝酸(ΗΝ03)、氫氟酸(HF)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(Κ0Η)或高錳酸鉀(ΚΜη04)的水溶液中，在高壓反應釜中進行加壓水熱化學改性，得到了一種高硫容的活性炭基S02K附劑。中國專利CN103990434A公開了活性炭丙烷吸附劑及其制備方法和應用，將椰殼活性炭浸泡于濃度為5-22mol/L氫氟酸溶液中，置于水熱反應釜中，120_180°C水熱處理1_7天，得到了一種高效的活性炭丙烷吸附劑。張豪杰等(環境工程學報，2012, 6(10): 3073-3077)利用20% Κ0Η溶液改性的活性炭材料，具有豐富的微孔結構和孔容，實現了對一氧化氮(N0)的高效凈化。
[0004]綜上，表面改性確實能夠優化活性炭基吸附劑的吸附性能，但是上述改性均需要大量的改性試劑，有的還需要高壓、高溫反應條件，這無疑大大提高了成本和大規模生產的難度。
【發明內容】
[0005]為克服現有技術的缺點，本發明提供了一種簡單的、常溫常壓條件下的痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法。
[0006]—種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法，其特征在于，將整體式煤質活性炭垂直浸漬于氫氧化鉀稀溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50°C鼓風干燥箱中干燥即得痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑。
[0007]所述氫氧化鉀稀溶液為1-100 mmol/L的水溶液；氫氧化鉀溶液與煤質活性炭的質量比為1:1-1.5:1。
[0008]通過對丙烷的吸附性能測試，發現未經氫氧化鉀改性的整體式煤質活性炭，其丙烷(10-12 ppm)吸附性能很差，50 min內平均凈化率為70% ;痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑，其丙烷吸附性能有很大的改善，維持平均凈化率為70%的時間延長至226 min,吸附容量提高四倍多。
[0009]本發明具有以下優點:
(1)僅需痕量氫氧化鉀改性，原料成本低。
[0010](2)改性方法為常溫常壓操作，操作成本低。
[0011 ] (3)操作簡單，重復性好，易于放大生產。
【具體實施方式】
[0012]下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0013]實施例1:
將20 g整體式煤質活性炭(150目)垂直浸漬于83 mmol/L Κ0Η水溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50°C鼓風干燥箱中干燥。
[0014]吸附性能評價:原料氣中丙烷濃度為10-12 ppm，平衡氣為空氣，氣體流量1000mL/min。利用總碳氫化合物分析儀(Thermo，Mode 1 51 i )進行產物分析，儀器的最低檢測限為 0.05 ppmco
[0015]測試結果，所得改性活性炭基丙烷吸附劑對丙烷的初始凈化率大于99%，197 min內平均凈化率大于70%。
[0016]實施例2:
將20 g整體式煤質活性炭(150目)垂直浸漬于28 mmol/L Κ0Η水溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50 °C鼓風干燥箱中干燥。
[0017]吸附性能評價同實施例1，測試結果，所得改性活性炭基丙烷吸附劑對丙烷的初始凈化率大于99%，221 min內平均凈化率大于70%。
[0018]實施例3:
將20 g整體式煤質活性炭(150目)垂直浸漬于9 mmol/L Κ0Η水溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50 °C鼓風干燥箱中干燥。
[0019]吸附性能評價同實施例1，測試結果，所得改性活性炭基丙烷吸附劑對丙烷的初始凈化率大于99%，226 min內平均凈化率大于70%。
[0020]實施例4:
將20 g整體式煤質活性炭(150目)垂直浸漬于3 mmol/L Κ0Η水溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50 °C鼓風干燥箱中干燥。
[0021 ] 吸附性能評價同實施例1，測試結果，所得改性活性炭基丙烷吸附劑對丙烷的初始凈化率大于99%，213 min內平均凈化率大于70%。
[0022]實施例5:
將20 g整體式煤質活性炭(150目)垂直浸漬于1 mmol/L Κ0Η水溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50°C鼓風干燥箱中干燥。
[0023]吸附性能評價同實施例1，測試結果，所得改性活性炭基丙烷吸附劑對丙烷的初始凈化率大于99%，192 min內平均凈化率大于70%。
[0024]對比例1:
20 g整體式煤質活性炭(150目)于50 °C鼓風干燥箱中干燥。
[0025]吸附性能評價同實施例1，測試結果，整體式煤質活性炭對丙烷的初始凈化率大于97%，50 min內平均凈化率大于70%。
【主權項】
1.一種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法，其特征在于，將整體式煤質活性炭垂直浸漬于氫氧化鉀稀溶液中10 min，翻轉再次浸漬10 min后取出，用空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50°C鼓風干燥箱中干燥即得痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑。2.根據權利要求1所述種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法，其特征在于，所述氫氧化鉀稀溶液為1-100 mmol/L的水溶液；氫氧化鉀溶液與煤質活性炭的質量比為 1:1-1.5:1ο
【專利摘要】本發明公布了一種痕量氫氧化鉀改性活性炭基丙烷吸附劑的方法。將整體式煤質活性炭垂直浸漬于1-100mmol/L的氫氧化鉀稀溶液中10min，翻轉再次浸漬10min后取出，空氣壓縮機吹掃，去除多余氫氧化鉀溶液，50℃鼓風干燥箱中干燥制得。所得活性炭基吸附劑丙烷吸附性能，與未處理的煤質活性炭相比，得到了很大的改善。本發明的特點是原料易得，工藝簡單，成本低廉，具有很好的應用前景。
【IPC分類】B01D53/02, B01J20/30, B01J20/20
【公開號】CN105251444
【申請號】CN201510724066
【發明人】何丹農, 趙昆峰, 袁靜, 蔡婷, 高振源, 楊玲, 張濤
【申請人】上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月30日