CN103990434A - 活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用，将椰壳活性炭浸泡于浓度为5–22mol/L氢氟酸溶液，置于水热反应釜中，120–180℃水热处理1–7天，洗涤，干燥，既得到活性炭丙烷吸附剂。该净化材料具有对低浓度HC（碳氢化合物）净化效率较高、成本较低、制备工艺简单等特点。在丙烷浓度为20ppm，空速为50000mL/(g·h)的条件下，该材料常温常压下的最高丙烷净化效率可达99%以上，吸附容量达2.0mlC3H8/gAC。
Description
技术领域
本发明涉及吸附材料技术领域，尤其是涉及一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
当前，我国机动车污染问题日益突出，尾气排放已经成为我国空气污染的主要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。尤其是地下停车场和隧道等半封闭空间，空气流动性小，污染物积累严重，治理问题亟待解决。
机动车尾气排放污染物主要为PM（颗粒物）、CO、NOx和HC（碳氢化合物），其中HC因其物理和化学惰性，治理最为困难。目前主要有吸附和催化两种方法，考虑到地下停车场和隧道中的HC浓度相对较低，完全催化氧化反应温度高，且现场不便于加热等特点，吸附依然是最可行、应用最广泛的方法。
常用的吸附材料主要有沸石、活性炭、分子筛和树脂等。活性炭因其比表面积大，孔隙发达，吸附性能好，是空气净化器和各种吸附装置中HC吸附剂的首选。因此，通过适当的预处理方法，提高活性炭的HC吸附能力，在HC净化与治理过程中具有非常重要的实用意义。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种活性炭丙烷吸附剂及其制备方法和应用。
一种活性炭丙烷吸附剂的制备方法，其特征在于，将椰壳活性炭浸泡于浓度为5–22mol/L氢氟酸溶液，置于水热反应釜中，120–180℃水热处理1–7天，洗涤，干燥，既得到活性炭丙烷吸附剂。
将氢氟酸与去离子水混合，配制成摩尔浓度为5–22mol/L的氢氟酸溶液；将6克椰壳活性炭，和120毫升氢氟酸溶液，置于水热反应釜中，120–180℃水热反应1–7天。去离子水洗涤至中性，60–100℃干燥，即得到活性炭丙烷吸附剂。
一种由上述的方法制备得到的活性炭丙烷吸附剂。
所述的活性炭丙烷吸附剂在碳氢化合物净化治理的应用。
本发明具有经济廉价，方法操作简单，材料吸附容量高等优点。
吸附剂净化性能评价是在内径16mm，长300mm的玻璃管反应器中进行。原料气空速为50000mL/(g·h)，原料气中丙烷浓度20ppm，平衡气为空气，吸附在常温常压下进行。
该净化材料具有对低浓度HC（碳氢化合物）净化效率较高、成本较低、制备工艺简单等特点。在丙烷浓度为20ppm，空速为50000mL/(g·h)的条件下，该材料常温常压下的最高丙烷净化效率可达99%以上，吸附容量达2.0mlC3H8/gAC。
具体实施方式
对比例1：
椰壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，比表面积1030m2/g，孔容1mL/g。使用前不进行任何预处理，记作AC-Y。
对比例2：
杏壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，比表面积1068m2/g，孔容0.9mL/g。使用前不进行任何预处理，记作AC-X。
对比例3：
无烟煤活性炭，购买于景德镇特种陶瓷研究所，比表面积550m2/g，孔容0.8mL/g。使用前不进行任何预处理，记作AC-M。
对比例4：
将6.0g椰壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，加入到120mL的8mol/L硫酸溶液中，150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性，100℃干燥，记作AC-Y-H2SO4。
对比例5：
将6.0g椰壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，加入到120mL的8mol/L磷酸溶液中，150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性，100℃干燥，记作AC-Y-H3PO4。
实施例1：
将6.0g椰壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，加入到120mL的8mol/L氢氟酸溶液中，150℃水热处理24h。去离子水洗涤至中性，100℃干燥，记作AC-Y-HF-1。
实施例2：
将6.0g椰壳活性炭，购买于光华晶科环保科技有限公司，加入到120mL的8mol/L氢氟酸溶液中，180℃水热处理7天。去离子水洗涤至中性，100℃干燥，记作AC-Y-HF-2。
应用例1：
吸附剂净化性能评价是在内径16mm，长300mm的玻璃管反应器中进行。原料气空速为50000mL/(g·h)，丙烷浓度20ppm，平衡气为空气，吸附在常温常压下进行。性能测试结果见表1，所有吸附材料的最高净化效率均可达到90%以上，AC-HF-2的最高吸附效率甚至高于99%。
表1 吸附剂净化性能评价结果
表1说明，相比于杏壳和无烟煤活性炭，椰壳活性炭具有更好的丙烷吸附性能，吸附性能是杏壳和椰壳的4倍多；硫酸和磷酸处理对椰壳活性炭的吸附性能几乎没有影响；氢氟酸处理能够提高椰壳活性炭的丙烷吸附性能，吸附量可提高53%。
Claims (4)
1.一种活性炭丙烷吸附剂的制备方法，其特征在于，将椰壳活性炭浸泡于浓度为5–22mol/L氢氟酸溶液，置于水热反应釜中，120–180℃水热处理1–7天，洗涤，干燥，既得到活性炭丙烷吸附剂。
2.根据权利要求1所述活性炭丙烷吸附剂的制备方法，其特征在于，将氢氟酸与去离子水混合，配制成摩尔浓度为5–22mol/L的氢氟酸溶液；将6克椰壳活性炭，和120毫升氢氟酸溶液，置于水热反应釜中，120–180℃水热反应1–7天；
去离子水洗涤至中性，60–100℃干燥，即得到活性炭丙烷吸附剂。
3.一种由权利要求1，或2所述的方法制备得到的活性炭丙烷吸附剂。
4. 根据权利要求3所述的活性炭丙烷吸附剂在碳氢化合物净化治理的应用。
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