專利名稱：氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蜂窩活性炭吸附材料及其制備方法，特別是一種氯化亞銅改性蜂 窩活性炭吸附材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在各種大氣污染物中，NOx的污染及其造成的危害不容忽視。NOx大多來自于燃料 燃燒，即汽車尾氣、工業(yè)窯爐排放物等。NOx的主要組成為N0，其在大氣中緩慢氧化成棕紅 色具有刺激性臭味的N02。NOx是形成酸雨酸霧的主要污染物，與碳?xì)浠衔锟尚纬晒饣瘜W(xué) 煙霧，還參與臭氧層的破壞。氮氧化物對(duì)人體危害主要侵入呼吸道深部的細(xì)支氣管及肺泡， 對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，引起肺水腫。高濃度的一氧化氮亦可使血液中的氧 和血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，引起組織缺氧，出現(xiàn)高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥狀。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全世界每年向大氣排放的氮氧化物為7500萬噸，因此如何有效地消除污 染己成為目前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中一個(gè)令人關(guān)注的課題。NOx凈化處理按工藝可分為干法和濕法。干法包括催化還原法、吸附法等；濕法包 括酸吸收、堿吸收、氧化吸收等。吸附法凈化NOx廢氣的優(yōu)點(diǎn)是凈化效率高，不消耗化學(xué)物 質(zhì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。用活性炭、活性焦、天然沸石、硅膠及泥煤等吸附劑可以吸附脫除 NOx，其中有些吸附劑如活性炭、活性焦及分子篩等，兼有催化的性能，能將煙氣中的NO催 化氧化為NO2?；钚蕴渴且环N孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大的多孔性材料。由于它的多孔性結(jié)構(gòu)，其 吸附能力較強(qiáng)，可以應(yīng)用到大氣中低濃度NOx的吸附凈化?；钚蕴康谋缺砻娣e、孔徑分布等表面結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)其吸附能力有很大影 響。普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布過寬、比表面積低和吸附性能差等缺點(diǎn)。因此 有必要對(duì)其進(jìn)行改性，從而提高其吸附性能。目前，活性炭表面化學(xué)改性的主要方法包括 氧化改性、還原改性、負(fù)載金屬改性及負(fù)載表面活性劑改性等?；钚蕴扛男灾苽銷Ox吸附劑的研究中，中國(guó)專利CN1229693A公開了一種以活性 炭為載體，以碘酸鹽為活性組分，堿金屬族氫氧化物為添加劑，用于常溫、常壓下凈化SO2和 NO2吸附劑，但專利沒有提及對(duì)NO的去除，且沒有對(duì)該吸附劑的飽和吸附容量和穿透時(shí)間進(jìn) 行考察。中國(guó)專利CN1830542A公開了一種用于對(duì)多種有害氣體脫除，利用活性組分為Cu、 K、Na、0『等浸漬活性炭。其制備方法是按照活性炭吸水量的70 95 %的溶液體積均 勻地浸漬到活性炭上，在130 180 °C的溫度下，用可控制氧氣量的空氣流進(jìn)行干燥、活 化。該發(fā)明制備的活性炭對(duì)H2S和VOCs的吸附性能最好，對(duì)多種有害氣體綜合吸附性能 較好，但其處理氣體空速較低且沒有考察對(duì)NO的轉(zhuǎn)化吸附作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料。本發(fā)明的目的之二在于提供該吸附材料的制備方法。
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一種氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料，其特征在于該吸附材料以蜂窩活性炭為 載體，其中吸附有氯化亞銅，氯化亞銅的負(fù)載量為活性碳質(zhì)量的5-20%。一種制備上述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其特征在于該方 法的具體步驟為
a.將氯化亞銅溶于含胺溶劑中混合成溶液，其中Cu+= NH3+的摩爾比為1 :2 4，；
b.將干燥后的活性炭以等體積浸漬于步驟a所得溶液中1小時(shí)；然后取出活性炭并 進(jìn)行干燥處理；
c.將步驟b所得活性碳以等體積浸漬于濃度為5 20%的氧化劑溶液中1 2小時(shí)， 并且Cu+與氧化劑的摩爾比為1 1 2，然后于80-120°C烘箱中干燥2h，制得氯化亞銅改性 蜂窩活性炭吸附材料。上述的活性炭為果殼炭、煤質(zhì)炭或木質(zhì)炭，其孔隙率為50 200孔/平方英寸。上述的果殼炭為椰殼、杏核、核桃殼或橄欖殼。上述的含胺溶劑為氨水或氯化銨、乙二胺、三乙胺的水溶液。上述強(qiáng)氧化劑為高錳酸鉀、次氯酸鉀、三氯化鐵或雙氧水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用等體積浸漬和金屬負(fù)載相結(jié)合的技術(shù)制備活性炭， 所得活性炭具有NOx轉(zhuǎn)化吸附率高、吸附容量大、成本低、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。對(duì)NOx氣體的 吸附效率和吸附容量有明顯提高。該吸附劑對(duì)S02、VOCs等氣體亦具有高效的吸附作用?；钚蕴课叫阅茉u(píng)價(jià)在活性碳材料吸附性能評(píng)價(jià)在Φ 16mm、長(zhǎng)300mm直型玻璃管 反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)氣體積空速(GHSV)為ΙδΟΟΟΙΓ1，吸附劑用量10ml，反應(yīng)在常溫常壓環(huán)境 下進(jìn)行。原料氣NOx濃度35ppm，NO與NO2比例約為9 :1，其余為空氣。本發(fā)明以未改性的200孔/平方英寸活性碳(Φ 16mm、高50mm)為對(duì)比吸附劑，原 料氣NOx濃度為35ppm，NO與NO2比例約為9 :1，其余為空氣。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所得蜂窩活性炭吸附材料與比較例對(duì)NO凈化效果對(duì)比表。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將200孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制20%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+:NH3+ =1 4的比例，加入氨水，將
氯化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。以Cu+:氧化劑=1:2的比例配制高錳酸鉀溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液 中等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。實(shí)施例2 將200孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制20%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+ = NH3+ =1 2的比例，加入乙二胺， 將氯化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。
以Cu+:氧化劑=1:2的比例配制高錳酸鉀溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液 中等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。實(shí)施例3 將50孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制20%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+:NH3+ =1 2的比例，加入氨水，將
氯化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。以Cu+:氧化劑=1:2的比例配制三氯化鐵溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液 中等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。實(shí)施例4 將100孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制10%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+ = NH3+ =1:2的比例，加入氯化銨， 將氯化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。以Cu+:氧化劑=1:2的比例配制次氯酸鉀溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液 中等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。實(shí)施例5 將100孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制10%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+ = NH3+ =1:3的比例，加入氨水，將
氯化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。以Cu+:氧化劑=1:4的比例配制雙氧水溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液中 等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。實(shí)施例6 將150孔/平方英寸活性碳裁制成Φ 16mm、高50mm的圓柱體，在120°C 烘箱中干燥lh。配制5%的氯化亞銅溶液2. 5ml。以Cu+ = NH3+ =1 2的比例，加入氨水，將氯 化亞銅完全溶解；
將干燥后的活性炭置于溶液中等體積浸漬Ih ；然后再將活性炭取出于120°C烘箱中干 燥2h。以Cu+:氧化劑=1:4的比例配制雙氧水溶液，將干燥后的活性碳在氧化劑溶液中 等體積浸漬lh，然后于120°C烘箱中干燥2h，制得改性活性碳。圖1為以上各實(shí)施例與比較例對(duì)NO凈化效果對(duì)比表。
權(quán)利要求
1.一種氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料，其特征在于該吸附材料以蜂窩活性炭為載 體，其中吸附有氯化亞銅，氯化亞銅的負(fù)載量為活性碳質(zhì)量的5-20%。
2.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其 特征在于該方法的具體步驟為a.將氯化亞銅溶于含胺溶劑中混合成溶液，其中Cu+= NH3+的摩爾比為1 :2 4 ；b.將干燥后的活性炭以等體積浸漬于步驟a所得溶液中1小時(shí)；然后取出活性炭并進(jìn) 行干燥處理；c.將步驟b所得活性碳以等體積浸漬于濃度為5 20%的氧化劑溶液中1 2小時(shí)， 并且Cu+與氧化劑的摩爾比為1 1 2，然后于80-120°C烘箱中干燥2h，制得氯化亞銅改性 蜂窩活性炭吸附材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其特征在于 所述的活性炭為果殼炭、煤質(zhì)炭或木質(zhì)炭，其孔隙率為50 200孔/平方英寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其特征在于 所述的果殼炭為椰殼、杏核、核桃殼或橄欖殼。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其特征在于 含胺溶劑為氨水或氯化銨、乙二胺、三乙胺的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氯化亞銅改性蜂窩活性炭吸附材料的制備方法，其特征在于 所述強(qiáng)氧化劑為高錳酸鉀、次氯酸鉀、三氯化鐵或雙氧水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于氯化亞銅改性蜂窩活性炭，在常溫常壓下高效吸附氮氧化物(NOx≤50ppm)的制備方法。本發(fā)明采用兩次等體積浸漬法改性蜂窩活性炭；首先以含胺溶劑溶解的氯化亞銅混合溶液為改性劑，載體采用等體積浸漬法負(fù)載氯化亞銅混合溶液；載體烘干后等體積法浸漬強(qiáng)氧化劑溶液氧化活化。該蜂窩活性炭具有NOx轉(zhuǎn)化吸附率高、吸附容量大、成本低、制備工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/32GK102000547SQ201010546910
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者何丹農(nóng), 劉洋, 周潔, 姚煒, 張豪杰, 眭艷輝 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司