CN111530422B - 一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 - Google Patents
一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111530422B CN111530422B CN202010404590.XA CN202010404590A CN111530422B CN 111530422 B CN111530422 B CN 111530422B CN 202010404590 A CN202010404590 A CN 202010404590A CN 111530422 B CN111530422 B CN 111530422B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- composite adsorbent
- waste
- mno
- mgo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 23
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010985 leather Substances 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 21
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N nickel silver Chemical compound [Ni].[Ag] MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010956 nickel silver Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
- C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
Abstract
一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法，涉及高分子工业废弃品回收处理技术领域。将含碳高分子工业废弃品在惰性气体保护下直接碳化，然后洗净、干燥，并在氮气保护下进行活化造孔，从而得到含碳高分子工业废弃品多孔碳材料；将含碳高分子工业废弃品多孔碳材料、氧化镁、硝酸铁和硝酸锰利用水和稀硝酸溶解，搅拌混合均匀后，利用氨水溶液调节体系pH值；将反应液转入微波化学反应器中，开启微波功能，水热浸渍反应；然后关闭微波功能，干燥即可获得改性碳复合吸附剂。本发明以废弃含碳高分子工业废弃品为主要载体物，以MgO‑Fe2O3‑MnO2复合体系为吸附剂的填充剂，以微波水热法制备出了性能优良的多元复合吸附剂。
Description
技术领域
本发明涉及高分子工业废弃品回收处理技术领域，具体是涉及一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法。
背景技术
低成本的合适碳源以减少制备成本是多孔碳材料生产应用的重要研究方向。包括以工艺处理后的废弃含碳高分子工业废弃品，包括废轮胎、废橡胶制品、废旧塑料产品、废合成纤维、废合成树脂类产品、废旧皮革类产品，含碳高分子工业产品废料等等。由于该类工业制品质轻、多孔、产量大等特点导致对应的固废和废料量大、体积大、占地大的特征，世界范围内，这些产品和固废广泛存在于汽车工业、电池工业、化妆品行业、服饰制造业、餐饮业、环保行业及高档家具制造业等领域。因此，迫切需要将这些实际问题解决，提出了废弃物中有效物质向多应用性材料转化的概念，实现了生物质固体废弃物和工业废水废气固废的资源化循环回收再利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法，以实现废弃物中有效物质向多应用性材料的转化。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法，步骤如下：
①、制备含碳高分子工业废弃品多孔碳材料
将含碳高分子工业废弃品在惰性气体保护下直接碳化，然后洗净、干燥，并在氮气保护下进行活化造孔，从而得到含碳高分子工业废弃品多孔碳材料；
所述含碳高分子工业废弃品选自废旧橡胶制品、废旧塑料产品、废旧合成纤维、废旧合成树脂、废旧皮革中的一种；
②、制备改性碳复合吸附剂
将含碳高分子工业废弃品多孔碳材料、氧化镁、硝酸铁和硝酸锰利用水和稀硝酸溶解，搅拌混合均匀后，利用氨水溶液调节体系pH值为5-12；
将反应液转入微波化学反应器中，开启1000W微波功能，在水热80℃浸渍反应40分钟；
然后关闭微波功能，设置烘干温度为110℃，干燥5小时，即可获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2。
优选地，制备方法中，含碳高分子工业废弃品多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为60-80％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为20-40％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为0.5～5：1～3：1～3.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1)、本发明以处理后的废弃含碳高分子工业废弃品为主要载体物，以MgO-Fe2O3-MnO2复合体系为吸附剂的填充剂，以微波水热法制备出了性能优良的多元复合吸附剂。
2)、采用仪器表征手段XRD，SEM对制备的复合吸附剂结构进行表征，并对吸附性能进行了测试，从而筛选出性能优良的组分。通过不同组成的系列改性的含碳高分子工业废弃品复合吸附剂对含镍(三价镍和2价镍)污水溶液吸附量与去除时间、物质组成的曲线可以看出，以(30％)MgO-Fe2O3-MnO2(1：2：1)改性以工艺处理后的废弃含碳高分子工业废弃品(70％)的吸附效果最好，吸附量达到327mg/g，从而证实本发明制备的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2可以用于含镍工业生活污水废水废气环境治理中。
3)、通过复合吸附剂后还可以将回收富集的镍用于电镀、电池、合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍，尤指用作氢化的催化剂)，可用来制造货币等，制造不锈钢和其他抗腐蚀合金(如镍钢、镍铬钢及各种有色金属合金)，加氢催化剂和用于陶瓷制品、特种化学器皿、电子线路、玻璃着绿色以及镍化合物制备等等，并广泛地用于飞机、坦克、舰艇、雷达、导弹、宇宙飞船和民用工业中的机器制造、陶瓷颜料、永磁材料、电子遥控等领域。
附图说明
以下结合实施例和附图对本发明的利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法作出进一步的详述。
图1是实施例1～7制备各系列复合吸附剂以及MgO、MnO2的XRD图。
图2是实施例1～7制备各系列复合吸附剂的吸附残余镍离子百分比曲线图。
图3是实施例1～7制备各系列复合吸附剂的吸附量曲线图。
图4依次是实施例1制备复合吸附剂的低、中、高倍率SEM图。
具体实施方式
实施例1
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为1：2：1。制备方法步骤如下：
①、制备含碳高分子工业废弃品多孔碳材料
将含碳高分子工业废弃品在惰性气体保护下直接碳化，然后洗净、干燥，并在氮气保护下进行活化造孔，从而得到含碳高分子工业废弃品多孔碳材料。
所述含碳高分子工业废弃品选自废旧橡胶制品、废旧塑料产品、废旧合成纤维、废旧合成树脂、废旧皮革中的一种。
②、制备改性碳复合吸附剂
将含碳高分子工业废弃品多孔碳材料、氧化镁、硝酸铁和硝酸锰利用水和稀硝酸溶解，搅拌混合均匀后，利用氨水溶液调节体系pH值为5-12。
将反应液转入微波化学反应器中，开启1000W微波功能，在水热80℃浸渍反应40分钟。
然后关闭微波功能，设置烘干温度为110℃，干燥5小时，即可获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：2：1)。
实施例2
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为1：1：1。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：1：1)。
实施例3
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为1：1：2。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：1：2)。
实施例4
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为1：2：2。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：2：2)。
实施例5
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为2：1：1。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(2：1：1)。
实施例6
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为2：1：2。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(2：1：2)。
实施例7
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为70％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为30％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为2：2：1。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(2：2：1)。
实施例8
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为80％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为20％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为5：3：1。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(5：3：1)。
实施例9
本实施中，制得的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2中，多孔碳材料在最终制得的改性碳复合吸附剂中所占重量比为60％，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为40％。最终制得的改性碳复合吸附剂中MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为0.5：1：3.5。制备方法同实施例1，获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2(0.5：1：3.5)。
图1是实施例1～7制备各系列复合吸附剂以及MgO、MnO2的XRD图。由图1可以看出，复合吸附剂的XRD衍射图中有明显的C、MgO，Fe2O3，MnO2的衍射峰，而且都比较尖锐，说明合成的复合吸附剂在物相上与实验设计目标物C-MgO-Fe2O3-MnO2相吻合。
图2为日光照条件下，实施例1-7不同组成的系列改性碳复合吸附剂材料对含镍(三价镍和二价镍)离子污水溶液去除率的影响。其中，吸附材料的用量为40mg，吸附时间为70min，含镍污水溶液体积为100mL，初始浓度均为100mg/L。由图3可知，实施例1制备的复合吸附剂产品C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：2：1)的吸附效果最好，去除率达到99.6％，且所有不同组成的系列产品在随时间的延长，吸附去除效果越好。在吸附时间达到40分钟后，随着时间的增加，镍残余量基本上达到稳定，数据基本不再变化，说明吸附/富集过程主要在40分钟内完成，而且吸附/富集效果很好。
图3为日光照条件下，实施例1-7不同组成的改性碳复合吸附剂材料对含镍(三价镍和二价镍)溶液吸附量与去除时间、物质组成的曲线。其中，吸附材料用量为50mg，吸附/富集时间为70min，含镍(三价镍和二价镍)溶液体积为500mL。由图4可知，实施例1制备的复合吸附剂产品C-MgO-Fe2O3-MnO2(1：2：1)的吸附效果最好，吸附量达到327mg/g，且所有不同组成的系列产品在随时间的延长，吸附去除效果越好，在吸附时间达到40分钟后，随着时间的增加，吸附量基本上达到稳定，说明吸附过程主要在40分钟内完成，而且吸附效果很好。从而证实本发明制备的改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2可以用于含镍工业生活污水废水废气环境治理中。
图4依次是实施例1制备复合吸附剂的低、中、高倍率SEM图。由图4可知，实施例1得到了具有片形，球形状的混合结构的复合吸附剂产品C-MgO-Fe2O3-MnO2，其中孔道结构较为明显，且微结构呈现多级多尺度，尺寸范围在500nm-4um之间，这些结构特征都直接影响其吸附性能，以满足吸附去除处理废水中铬的目标。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法，其特征在于，步骤如下：
①、制备含碳高分子工业废弃品多孔碳材料
将含碳高分子工业废弃品在惰性气体保护下直接碳化，然后洗净、干燥，并在氮气保护下进行活化造孔，从而得到含碳高分子工业废弃品多孔碳材料；
所述含碳高分子工业废弃品选自废旧橡胶制品、废旧塑料产品、废旧合成纤维、废旧合成树脂、废旧皮革中的一种；
②、制备改性碳复合吸附剂
将含碳高分子工业废弃品多孔碳材料、氧化镁、硝酸铁和硝酸锰利用水和稀硝酸溶解，搅拌混合均匀后，利用氨水溶液调节体系pH值为5-12；
将反应液转入微波化学反应器中，开启1000W微波功能，在水热80℃浸渍反应40分钟；
然后关闭微波功能，设置烘干温度为110℃，干燥5小时，即可获得改性碳复合吸附剂C-MgO-Fe2O3-MnO2，复合吸附剂中含碳高分子工业废弃品多孔碳材料所占重量比为60-80%，作为填充剂的MgO-Fe2O3-MnO2所占重量比为20-40%，且MgO、Fe2O3和MnO2的摩尔比为0.5~5：1~3：1~3.5。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010404590.XA CN111530422B (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010404590.XA CN111530422B (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111530422A CN111530422A (zh) | 2020-08-14 |
| CN111530422B true CN111530422B (zh) | 2022-05-20 |
Family
ID=71979302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010404590.XA Active CN111530422B (zh) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | 一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111530422B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112156754B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-10-18 | 韶关学院 | 一种废弃海绵泡沫碳基复合吸附材料的制备方法及其在吸附去除废水中铬的应用 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1443600A (zh) * | 2002-03-12 | 2003-09-24 | 拜尔公司 | 吸附剂混合物 |
| CN101284223A (zh) * | 2007-04-13 | 2008-10-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种磁性多孔炭吸附剂及其制备方法 |
| CN101708841A (zh) * | 2009-11-13 | 2010-05-19 | 南开大学 | 一种利用废弃轮胎橡胶制备活性炭的方法 |
| CN102626611A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-08 | 哈尔滨工程大学 | 水中具有选择识别性能金属离子印迹吸附剂的制备方法 |
| CN104275150A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 广州博能能源科技有限公司 | 一种烟气深度净化材料及其制备方法和使用方法 |
| CN104888704A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-09 | 桂林理工大学 | 桑杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂的制备方法 |
| CN105214639A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-06 | 合肥学院 | 一种Mg-Ce-ZrO2催化材料的制备方法 |
| CN105251445A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-01-20 | 中国科学院化学研究所 | 一种多孔碳吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN106315913A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-11 | 北京理工水环境科学研究院有限公司 | 一种新型高含量铁锰地下水处理工艺 |
| CN111068615A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-28 | 合肥学院 | 一种用于脱除钒的多元复合吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN111097384A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-05-05 | 合肥学院 | 一种C-Bi2O3-CuO-ZnO吸附材料及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-05-14 CN CN202010404590.XA patent/CN111530422B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1443600A (zh) * | 2002-03-12 | 2003-09-24 | 拜尔公司 | 吸附剂混合物 |
| CN101284223A (zh) * | 2007-04-13 | 2008-10-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种磁性多孔炭吸附剂及其制备方法 |
| CN101708841A (zh) * | 2009-11-13 | 2010-05-19 | 南开大学 | 一种利用废弃轮胎橡胶制备活性炭的方法 |
| CN102626611A (zh) * | 2012-04-11 | 2012-08-08 | 哈尔滨工程大学 | 水中具有选择识别性能金属离子印迹吸附剂的制备方法 |
| CN104275150A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 广州博能能源科技有限公司 | 一种烟气深度净化材料及其制备方法和使用方法 |
| CN104888704A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-09 | 桂林理工大学 | 桑杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂的制备方法 |
| CN105214639A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-06 | 合肥学院 | 一种Mg-Ce-ZrO2催化材料的制备方法 |
| CN105251445A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-01-20 | 中国科学院化学研究所 | 一种多孔碳吸附剂及其制备方法与应用 |
| CN106315913A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-11 | 北京理工水环境科学研究院有限公司 | 一种新型高含量铁锰地下水处理工艺 |
| CN111068615A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-28 | 合肥学院 | 一种用于脱除钒的多元复合吸附材料及其制备方法和应用 |
| CN111097384A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-05-05 | 合肥学院 | 一种C-Bi2O3-CuO-ZnO吸附材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Adsorptive removal of acid red 88 on cypress-sawdust-based activated carbon by microwave-assisted H3PO4 mixed with Fe/Mn/Zn activation;Yuan, J et al;《DESALINATION AND WATER TREATMENT》;20171231;第100卷;第214-222页 * |
| Effects of mineral loading methods on carbon solution reaction of coal-derived carbon material;Jun-He Y et al;《 TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA》;20060831;第16卷(第4期);第982-986页 * |
| Fe3O4@MgO纳米复合材料的制备及其对pb2+的吸附性能;黄瑞霞 等;《材料开发与应用》;20170615;第32卷(第3期);第59-66页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111530422A (zh) | 2020-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yuan et al. | Efficiencies and mechanisms of heavy metals adsorption on waste leather-derived high-nitrogen activated carbon | |
| Tang et al. | Functionalized layered double hydroxide applied to heavy metal ions absorption: A review | |
| Ghadikolaei et al. | Preparation of porous biomass-derived hydrothermal carbon modified with terminal amino hyperbranched polymer for prominent Cr (VI) removal from water | |
| CN110404544B (zh) | 一种双金属催化材料及其制备方法和应用方法 | |
| Ruthiraan et al. | An overview of magnetic material: preparation and adsorption removal of heavy metals from wastewater | |
| CN111097384B (zh) | 一种C-Bi2O3-CuO-ZnO吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN111530422B (zh) | 一种利用含碳高分子工业废弃品制备改性碳复合吸附剂的方法 | |
| CN110652964A (zh) | 一种磁性铁基生物炭复合材料、制备方法及应用 | |
| Din et al. | Investigation on cadmium ions removal from water by a nanomagnetite based biochar derived from Eleocharis dulcis | |
| CN107970890B (zh) | 一种羟基铁改性活性炭复合材料及其制备方法 | |
| Wei et al. | Synthesis of 3D lotus biochar/reduced graphene oxide aerogel as a green adsorbent for Cr (VI) | |
| CN106423087B (zh) | 一种磁性壳聚糖碳球的制备及在吸附去除水中Cr(Ⅵ)上的应用 | |
| CN113941343A (zh) | 一种污泥基复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112076752A (zh) | 一种mof-74衍生磁性复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110280227B (zh) | MnO2/PEI/TA双功能复合材料的制备及其应用 | |
| CN109967041B (zh) | 一种双金属改性磁性生物质活性炭吸附剂及其制备方法与在废水处理上应用 | |
| CN114797781A (zh) | 一种载镧氮掺杂多孔碳磷吸附材料的制备方法 | |
| CN107349932A (zh) | 一种利用活性炭吸附镀镍废水制备镍基催化剂的方法 | |
| Yang et al. | Efficient activation of persulfate by Nickel-supported cherry core biochar composite for removal of bisphenol A | |
| Deng et al. | High temperature oxidizing-resistant magnetic high entropy catalyst for efficient oxidative desulfurization | |
| CN111151251A (zh) | 一种Fe-Ni-Co复合类芬顿催化剂及制备方法 | |
| CN114160202B (zh) | 一种原位改性MIL-68(Fe)光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN114807998A (zh) | 一种高熵金属氧化物FeCoNiCrMnOx的制备方法 | |
| CN109201002B (zh) | 一种炭包裹的过渡金属碳化物复合材料、制备方法及其吸附用途 | |
| CN112916027A (zh) | 一种酵母生物质制备磷化铁/碳复合材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |