CN114436676A - 一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 - Google Patents
一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114436676A CN114436676A CN202210111821.7A CN202210111821A CN114436676A CN 114436676 A CN114436676 A CN 114436676A CN 202210111821 A CN202210111821 A CN 202210111821A CN 114436676 A CN114436676 A CN 114436676A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- porous ceramic
- carbon nano
- nano tube
- toxic substances
- stirring
- 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.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 97
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n-dimethylpyridine-2,5-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N)C=N1 OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 29
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 68
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 24
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims description 7
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 5
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 abstract 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100001234 toxic pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- 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
-
- 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
- B01J20/205—Carbon nanostructures, e.g. nanotubes, nanohorns, nanocones, nanoballs
-
- 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
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28078—Pore diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4596—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with fibrous materials or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5007—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing
- C04B41/5011—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing containing halogen in the anion
- C04B41/5012—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with salts or salty compositions, e.g. for salt glazing containing halogen in the anion chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，涉及吸附材料技术领域，包括以下步骤：S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷。本发明，通过将碳纳米管与聚乙烯醇混合，并加入交联剂、丙烯酸和引发剂进行反应，并加入多孔陶瓷、氯化钇催化剂和表面活性剂，使碳纳米管能够充分的与多孔陶瓷进行复合，从而得到成品复合多孔陶瓷材料，使碳纳米管能够贴合在多孔陶瓷的孔洞上，从而有效的增大碳纳米管与有毒物质的接触面积，使整个成品复合多孔陶瓷材料能够在起到快速吸附有毒物质的同时，能够长期维持吸附效果，以便达到较好的吸附效果。
Description
技术领域
本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法。
背景技术
在日常装修以及生产制造过程中，往往会产生有毒物质，而为了对有毒物质进行处理，往往会采用化学分解法或是物理吸附法进行处理，且由于物理吸附法有着易于操作，便于使用等优点，被广泛的应用在日常生活与生产制造中，而现有的物理吸附法往往是使用活性炭等吸附材料进行吸附，但活性炭往往与有害物质的接触面积较小，往往难以到达较为有效快速的吸附效果，且使用过一段时间，吸附效果容易大大打折扣，难以达到较好的使用效果。
中国专利号CN102802764A公开了用于除去重金属、有毒物质和二氧化碳的交联聚合物-碳吸附剂，该吸附剂包括含碳的吸附剂材料和固化的含胺聚合物，和硫。通过在含碳的吸附剂材料、硫交联剂、固化促进剂和任选地固化活化剂存在下，固化可固化的含胺聚合物，形成该聚合物-碳吸附剂，能够从烟道气中除去重金属和有毒污染物并吸收二氧化碳的，但难以长期有效的对有毒物质进行吸附，需要进行改进。
中国专利号CN109663564A公开了一种气体吸附材料及其制备方法，该气体吸附材料由以下材料经制备后得到，包括90～260重量份的石墨烯水溶液和79～81重量份的活性炭，其通过将石墨烯水溶液的形式与活性炭混合，增强了活性炭对有毒物质的吸附能力，但活性炭对有毒物质的吸附能力有限，难以快速的对有毒物质进行吸附，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：(6-9)的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为55-70℃，搅拌转速为150-220转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌10-15分钟，然后将反应釜内的温度升至75-90℃，进行搅拌，搅拌转速为120-180转每分钟，搅拌时间为3-4小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为60-90秒，震荡后静置5-8分钟，重复3-5次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为240-280℃，搅拌转速为30-60转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，然后恒温静置2-3小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
为了生产成品复合多孔陶瓷材料，本发明的改进有，所述S1中各材料组成质量分数如下：聚乙烯4-8％、丙烯酸3-5％、碳纳米管16-21％、交联剂1-2.5％、引发剂1-2％、氯化钇催化剂1-2％、表面活性剂0.5-1.5％、多孔陶瓷54-76％。
为了达到较好的吸附效果，本发明的改进有，所述S1中碳纳米管的管径为20-60nm，长度为50-100um。
为了使反应正常进行，本发明的改进有，所述S1中交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。
为了与有毒物质具有较大的接触面积，本发明的改进有，所述S1中多孔陶瓷的材质为碳化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷和氧化铝陶瓷中的一种，其直径为1-2cm，孔径为200-400um，通孔率为60-80％。
为了使反应正常发生，本发明的改进有，所述S1中引发剂为过硫酸钾与过硫酸铵中的一种。
为了使多孔陶瓷表面活化，本发明的改进有，所述S1中表面活性剂为二甲基乙烯丙基氯化铵、甲基纤维素共聚物、聚乙烯醇、石油磺酸钠、木质素磺酸盐、烷基硫酸钠和聚乙烯胺中的一种。
为了达到不同的效果，本发明的改进有，各材料组成质量分数如下：聚乙烯6％、丙烯酸4％、碳纳米管18％、交联剂2.1％、引发剂1.4％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷66.1％。
为了达到不同的效果，本发明的改进有，各材料组成质量分数如下：聚乙烯7％、丙烯酸4％、碳纳米管19％、交联剂1.8％、引发剂1.6％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷64.2％。
为了达到不同的效果，本发明的改进有，各材料组成质量分数如下：聚乙烯8％、丙烯酸5％、碳纳米管20％、交联剂1.8％、引发剂1.5％、氯化钇催化剂1.4％、表面活性剂1.2％、多孔陶瓷61.1％。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明中，通过将碳纳米管与聚乙烯醇混合，并加入交联剂、丙烯酸和引发剂进行反应，通过聚乙烯醇带有的活性基团对碳纳米管进行修饰，使碳纳米管能够对有毒物质起到更好的吸附效果，并加入多孔陶瓷、氯化钇催化剂和表面活性剂，使碳纳米管能够充分的与多孔陶瓷进行复合，从而得到成品复合多孔陶瓷材料，使碳纳米管能够贴合在多孔陶瓷的孔洞上，从而有效的增大碳纳米管与有毒物质的接触面积，使整个成品复合多孔陶瓷材料能够在起到快速吸附有毒物质的同时，能够长期维持吸附效果，以便达到较好的吸附效果。
附图说明
图1为本发明提出一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：(6-9)的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为55-70℃，搅拌转速为150-220转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌10-15分钟，然后将反应釜内的温度升至75-90℃，进行搅拌，搅拌转速为120-180转每分钟，搅拌时间为3-4小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为60-90秒，震荡后静置5-8分钟，重复3-5次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为240-280℃，搅拌转速为30-60转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，然后恒温静置2-3小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
S1中各材料组成质量分数如下：聚乙烯4-8％、丙烯酸3-5％、碳纳米管16-21％、交联剂1-2.5％、引发剂1-2％、氯化钇催化剂1-2％、表面活性剂0.5-1.5％、多孔陶瓷54-76％，S1中碳纳米管的管径为20-60nm，长度为50-100um，碳纳米管能够对有毒物质起到良好的吸附效果，且聚乙烯醇带有的活性基团能够在反应下对碳纳米管进行修饰，使碳纳米管能够对有毒物质起到更好的吸附效果，S1中交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，S1中引发剂为过硫酸钾与过硫酸铵中的一种，交联剂与引发剂能够使反应稳定进行，S1中多孔陶瓷的材质为碳化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷和氧化铝陶瓷中的一种，其直径为1-2cm，孔径为200-400um，通孔率为60-80％，多孔陶瓷具有较大的表面积，使碳纳米管能够复合在多孔陶瓷表面，从而有效的与有毒物质进行接触，从而有效的对有毒物质进行吸附。
S1中表面活性剂为二甲基乙烯丙基氯化铵、甲基纤维素共聚物、聚乙烯醇、石油磺酸钠、木质素磺酸盐、烷基硫酸钠和聚乙烯胺中的一种，表面活性剂能够使多孔陶瓷表面活化，能够辅助配合氯化钇催化剂将碳纳米管复合在多孔陶瓷的表面，从而有效增大碳纳米管与有毒物质的接触面积，从而达到较好的吸附效果，与较长的有效吸附时间。
实施例一
各材料组成质量分数如下：聚乙烯6％、丙烯酸4％、碳纳米管18％、交联剂2.1％、引发剂1.4％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷66.1％。
一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：7的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为59℃，搅拌转速为180转每分钟，搅拌时间为39分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌12分钟，然后将反应釜内的温度升至85℃，进行搅拌，搅拌转速为160转每分钟，搅拌时间为3小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为70秒，震荡后静置6分钟，重复4次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为260℃，搅拌转速为40转每分钟，搅拌时间为36分钟，然后恒温静置2.5小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
实施例二
各材料组成质量分数如下：聚乙烯7％、丙烯酸4％、碳纳米管19％、交联剂1.8％、引发剂1.6％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷64.2％。
一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：8的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为68℃，搅拌转速为160转每分钟，搅拌时间为40分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌14分钟，然后将反应釜内的温度升至82℃，进行搅拌，搅拌转速为150转每分钟，搅拌时间为4小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为60秒，震荡后静置5分钟，重复5次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为270℃，搅拌转速为350转每分钟，搅拌时间为36分钟，然后恒温静置3小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
实施例三
各材料组成质量分数如下：聚乙烯8％、丙烯酸5％、碳纳米管20％、交联剂1.8％、引发剂1.5％、氯化钇催化剂1.4％、表面活性剂1.2％、多孔陶瓷61.1％。
一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：8的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为60℃，搅拌转速为200转每分钟，搅拌时间为40分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌12分钟，然后将反应釜内的温度升至80℃，进行搅拌，搅拌转速为140转每分钟，搅拌时间为3小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为90秒，震荡后静置5分钟，重复3次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为280℃，搅拌转速为50转每分钟，搅拌时间为32分钟，然后恒温静置3小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
本发明，通过将碳纳米管与聚乙烯醇混合，并加入交联剂、丙烯酸和引发剂进行反应，通过聚乙烯醇带有的活性基团对碳纳米管进行修饰，使碳纳米管能够对有毒物质起到更好的吸附效果，并加入多孔陶瓷、氯化钇催化剂和表面活性剂，使碳纳米管能够充分的与多孔陶瓷进行复合，从而得到成品复合多孔陶瓷材料，使碳纳米管能够贴合在多孔陶瓷的孔洞上，从而有效的增大碳纳米管与有毒物质的接触面积，使整个成品复合多孔陶瓷材料能够在起到快速吸附有毒物质的同时，能够长期维持吸附效果，以便达到较好的吸附效果。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：按比例准备适量的聚乙烯醇、丙烯酸、碳纳米管、交联剂、引发剂、氯化钇催化剂、表面活性剂、多孔陶瓷；
S2：将碳纳米管与聚乙烯醇一同倒入反应釜内，然后加入质量比为1：(6-9)的去离子水，然后进行加热搅拌，搅拌温度为55-70℃，搅拌转速为150-220转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，从而得到初始混合液。
S3：将交联剂、丙烯酸和引发剂同时滴加到S1中得到的初始混合溶液内，并在滴加过程中维持S1中的搅拌速度，滴加完成后持续搅拌10-15分钟，然后将反应釜内的温度升至75-90℃，进行搅拌，搅拌转速为120-180转每分钟，搅拌时间为3-4小时，从而得到次混合液；
S4：对次混合液进行超声波震荡，震荡时间为60-90秒，震荡后静置5-8分钟，重复3-5次，从而得到碳源溶液备用；
S5：将多孔陶瓷加入碳源溶液内，然后加入氯化钇催化剂和表面活性剂，进行加热搅拌，搅拌温度为240-280℃，搅拌转速为30-60转每分钟，搅拌时间为30-40分钟，然后恒温静置2-3小时，即可得到成品复合多孔陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中各材料组成质量分数如下：聚乙烯4-8％、丙烯酸3-5％、碳纳米管16-21％、交联剂1-2.5％、引发剂1-2％、氯化钇催化剂1-2％、表面活性剂0.5-1.5％、多孔陶瓷54-76％。
3.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中碳纳米管的管径为20-60nm，长度为50-100um。
4.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中多孔陶瓷的材质为碳化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷和氧化铝陶瓷中的一种，其直径为1-2cm，孔径为200-400um，通孔率为60-80％。
6.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中引发剂为过硫酸钾与过硫酸铵中的一种。
7.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：所述S1中表面活性剂为二甲基乙烯丙基氯化铵、甲基纤维素共聚物、聚乙烯醇、石油磺酸钠、木质素磺酸盐、烷基硫酸钠和聚乙烯胺中的一种。
8.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：各材料组成质量分数如下：聚乙烯6％、丙烯酸4％、碳纳米管18％、交联剂2.1％、引发剂1.4％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷66.1％。
9.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：各材料组成质量分数如下：聚乙烯7％、丙烯酸4％、碳纳米管19％、交联剂1.8％、引发剂1.6％、氯化钇催化剂1.5％、表面活性剂0.9％、多孔陶瓷64.2％。
10.根据权利要求1所述的具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法，其特征在于：各材料组成质量分数如下：聚乙烯8％、丙烯酸5％、碳纳米管20％、交联剂1.8％、引发剂1.5％、氯化钇催化剂1.4％、表面活性剂1.2％、多孔陶瓷61.1％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111821.7A CN114436676A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210111821.7A CN114436676A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114436676A true CN114436676A (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=81371035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210111821.7A Pending CN114436676A (zh) | 2022-01-29 | 2022-01-29 | 一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114436676A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013035790A1 (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-14 | 富士シリシア化学株式会社 | シリカ・炭素複合多孔質体、及びその製造方法 |
| CN103497276A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-08 | 东北林业大学 | 一种碳纳米管基磁性有机磷分子印迹聚合物及其制备方法和应用 |
| CN106007720A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 陕西固勤材料技术有限公司 | 一种污水处理用碳化硅复合零价铁多孔陶瓷及制备方法 |
| CN107185493A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-22 | 中国航发北京航空材料研究院 | 石墨烯改性的复合介孔碳微球空气净化剂制备方法 |
| CN110193356A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 湖南理工学院 | 一种高选择性凝胶吸附树脂制备方法及其应用 |
| CN112409014A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院 | 空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法 |
| CN112774649A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-11 | 陕西科技大学 | 一种碳纳米管型吸附材料及其制备方法及应用 |
| CN113083262A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-09 | 深圳市中科纳米科技有限公司 | 一种陶瓷复合材料及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-01-29 CN CN202210111821.7A patent/CN114436676A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013035790A1 (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-14 | 富士シリシア化学株式会社 | シリカ・炭素複合多孔質体、及びその製造方法 |
| CN103497276A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-08 | 东北林业大学 | 一种碳纳米管基磁性有机磷分子印迹聚合物及其制备方法和应用 |
| CN106007720A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 陕西固勤材料技术有限公司 | 一种污水处理用碳化硅复合零价铁多孔陶瓷及制备方法 |
| CN107185493A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-22 | 中国航发北京航空材料研究院 | 石墨烯改性的复合介孔碳微球空气净化剂制备方法 |
| CN110193356A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 湖南理工学院 | 一种高选择性凝胶吸附树脂制备方法及其应用 |
| CN112409014A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-26 | 绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院 | 空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法 |
| CN112774649A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-05-11 | 陕西科技大学 | 一种碳纳米管型吸附材料及其制备方法及应用 |
| CN113083262A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-09 | 深圳市中科纳米科技有限公司 | 一种陶瓷复合材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106693898B (zh) | 一种掺杂度可控的多孔还原氧化石墨烯吸油材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Fabrication of hierarchical carbon nanosheet-based networks for physical and chemical adsorption of CO2 | |
| CN110773127B (zh) | 疏水活性炭材料、制备方法及其应用 | |
| CN113209841B (zh) | 一种氨基化zif-8与聚乙烯醇的混合基质膜及其制备方法和应用 | |
| CN109248571A (zh) | 通过化学桥联制备用于二氧化碳分离的混合基质膜的方法 | |
| CN105854801A (zh) | 一种氮掺杂的多孔碳材料及其制备方法和用途 | |
| CN103769239A (zh) | 具有多级孔结构的蜂窝型脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN109589935A (zh) | 一种二氧化碳固体吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN101081698A (zh) | 高比表面积高中孔率活性中间相炭微球的制备方法 | |
| CN109499393A (zh) | 一种分离含油污水的超亲水pvdf油水分离膜及其制备方法与应用 | |
| CN109821511A (zh) | 一种聚乙烯胺功能化磁性碳基纳米吸附剂的制备及应用 | |
| CN104923176A (zh) | 一种树枝状高密度固态胺纤维材料及其制备方法 | |
| Wu et al. | Accelerating the design of multilevel/hierarchical imprinted membranes for selective separation applications: A biomass-activated carbon/GO-based loading system | |
| CN108745326A (zh) | 三维有序多孔炭材料的制备工艺及其中间体的制备工艺 | |
| CN104941464A (zh) | 一种催化中空纤维膜及其制备方法 | |
| CN110327905A (zh) | 一种聚苯胺碳纳米管基含氮多孔碳纳米复合材料制备方法 | |
| CN114436676A (zh) | 一种具有吸附有毒物质的碳纳米管复合多孔陶瓷的生产方法 | |
| CN112169764A (zh) | 含氟尾的玻璃纤维棉及其制备方法和用途 | |
| CN103272543B (zh) | 自模板法制备中空硅球的方法 | |
| CN107149880A (zh) | 一种铜离子选择分离膜及其制备方法 | |
| CN112375379B (zh) | 一种孔径可控的蜂窝型CTFs@GC气凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN106984289A (zh) | 一种多孔陶瓷表面全氟辛酸分子印迹吸附剂的制备方法 | |
| JP2008062164A (ja) | 有機化合物用吸着剤 | |
| CN110833819B (zh) | 一种双毛刷结构有机硅纳米材料co2吸附剂及其制备方法 | |
| CN109957336A (zh) | 一种防霾口罩用粘结剂及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220506 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |