CN101302668B - 一种活性炭纤维的改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种活性炭纤维的改性方法，它涉及一种炭纤维的改性方法。它解决了现有技术对炭纤维进行改性存在工艺复杂、反应时间长及成本高的问题。改性方法：一、将活性炭纤维加入到硝酸中，以微波加热，经冷却、沉淀后去除上层硝酸溶液，得沉淀物；二、沉淀物经清洗、烘干即得改性的活性炭纤维。本发明缩短了反应时间，工艺简单，成本低。

Description

一种活性炭纤维的改性方法
技术领域
本发明涉及一种炭纤维的改性方法。
背景技术
活性炭纤维比表面积大，微孔丰富，孔径小且分布窄，吸附量大，吸附速度快，吸附能力较一般的活性炭高1～10倍；而且容易再生，工艺灵活性大。炭纤维属于非极性吸附剂，由于它的疏水性，使它能在水溶液中吸附各种非极性有机物质；但是，在水溶液中吸附具有一定极性的溶质较困难，必须对炭纤维进行改性，使其表面具有一定的极性；通过对炭纤维的表面修饰可以增加它的表面官能团，在氧化过程中引入的羟基、羧基等官能团可以增强炭纤维与活性组分的相互作用。
目前，对炭纤维进行改性通常采用水蒸气活化、氧气法、磷酸法、硫酸法、硝酸法、高锰酸钾法、过氧化氢法、双氧水法、氢氧化钠法及电化学氧化法等方法，但这些方法普遍存在工艺复杂、反应时间长及成本高的缺点。
发明内容
本发明目的是为了解决现有技术对炭纤维进行改性存在工艺复杂、反应时间长及成本高的问题，而提供一种活性炭纤维的改性方法。
活性炭纤维的改性方法按以下步骤实现：一、将1g活性炭纤维加入到100～250ml的硝酸中，加入玻璃珠，然后以550～650W的微波功率加热至沸腾，再以50～200W的微波功率继续反应4～7min，取出冷却至室温，沉淀后去除上层硝酸溶液，得沉淀物；二、沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为6～7，然后在80～110℃下烘干，即得改性的活性炭纤维；其中步骤一中硝酸浓度为0.05～0.3mol/L。
本发明采用的微波辐射，强化了硝酸对炭纤维的改性，增加炭纤维表面含氧基团，增大活性组分与载体的相互作用，强化其对活性组分的吸附能力、提高催化剂的活性并延长催化剂寿命，同时缩短了反应时间，工艺简单，提高生产效率，降低能耗，成本低，且反应过程中无温度梯度，反应均匀；本发明改性后炭纤维比未改性的炭纤维所制备的催化剂，在处理苯酚废水中效果明显提高。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式活性炭纤维的改性方法按以下步骤实现：一、将1g活性炭纤维加入到100～250ml的硝酸中，加入玻璃珠，然后以550～650W的微波功率加热至沸腾，再以50～200W的微波功率继续反应4～7min，取出冷却至室温，沉淀后去除上层硝酸溶液，得沉淀物；二、沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为6～7，然后在80～110℃下烘干，即得改性的活性炭纤维；其中步骤一中硝酸浓度为0.05～0.3mol/L。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中以600W的微波功率加热至沸腾，再以100W的微波功率继续反应5min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为7，然后在100℃下烘干。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中沉淀物用蒸馏水清洗，是采用循环水泵抽滤沉淀物。
具体实施方式四：本实施方式活性炭纤维的改性方法按以下步骤实现：一、将1g活性炭纤维加入到100ml的硝酸中，加入玻璃珠，然后以600W的微波功率加热至沸腾，再以100W的微波功率继续反应5min，取出冷却至室温，沉淀后去除上层硝酸溶液，得沉淀物；二、沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为7，然后在110℃下烘干，即得改性的活性炭纤维；其中步骤一中硝酸浓度为0.1mol/L。
本实施方式中所得改性的活性炭纤维，将其制备成催化剂，处理苯酚，由表1可以看出，改性活性炭纤维制备的催化剂对苯酚的处理效果优于未进行改性的炭纤维制备的催化剂，苯酚的去除率及COD去除率得到很大的提高。
表1
  处理工艺   苯酚去除率(％)   COD去除率(％)
  未改性炭纤维处理苯酚   58.46   34.12
  改性炭纤维处理苯酚   85.91   67.91

Claims (3)

1.一种活性炭纤维的改性方法，其特征在于活性炭纤维的改性方法按以下步骤实现：一、将1g活性炭纤维加入到100～250ml的硝酸中，加入玻璃珠，然后以550～650W的微波功率加热至沸腾，再以50～200W的微波功率继续反应4～7min，取出冷却至室温，沉淀后去除上层硝酸溶液，得沉淀物；二、沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为6～7，然后在80～110℃下烘干，即得改性的活性炭纤维；其中步骤一中硝酸浓度为0.05～0.3mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维的改性方法，其特征在于步骤一中以600W的微波功率加热至沸腾，再以100W的微波功率继续反应5min。
3.根据权利要求1所述的一种活性炭纤维的改性方法，其特征在于步骤一中沉淀物用蒸馏水清洗至滴下滤液的pH为7，然后在100℃下烘干。
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