專(zhuān)利名稱(chēng)：一種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工和環(huán)境領(lǐng)域，具體涉及ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國(guó)SO2污染和酸雨對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成的經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)高達(dá)到1100億元，約占⑶P的3%左右。^一五”前三年，通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能、實(shí)施重點(diǎn)節(jié)能環(huán)保工程和加強(qiáng)監(jiān)瞀管理等措施，節(jié)能減排取得顯著進(jìn)展。我國(guó)大氣中二氧化硫排放量2007年開(kāi)始下降，2008年全年明顯下降。2009年，全國(guó)ニ氧化硫排放量2214.4萬(wàn)噸，比上年減少4.6%。其中，エ業(yè)ニ氧化硫排放量1866.1萬(wàn)噸，占ニ氧化硫排放總量的84.3%，比上年減少125.2萬(wàn)噸；生活ニ氧化硫排放量348.3萬(wàn)噸，占ニ氧化硫排放總量的15.7%，比上年増加18.4萬(wàn)噸。隨著經(jīng)濟(jì)企穩(wěn)回升跡象越來(lái)越明顯，以及大規(guī)模在建項(xiàng)目產(chǎn)能陸續(xù)釋放，給污染減排エ作帶來(lái)更大的壓力。以火電脫硫設(shè)施為重點(diǎn)的工程SO2減排空間逐漸縮小，減排難度逐步加大。2010年12月環(huán)保部周生賢部長(zhǎng)在主要污染物總量減排核查核算會(huì)議中指出“十二五”期間ニ氧化硫污染排放壓カ不低干“十一五”，ニ氧化硫污染減排將是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。目前エ業(yè)應(yīng)用的脫硫技術(shù)有干法、半干法和濕法，例如旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法、煙氣循環(huán)流化床法、石灰石-石膏法、氧化鎂法、海水脫硫法和氨(胺)洗滌法等。其中石灰石-石膏法、氧化鎂法和氨(胺)洗滌法脫硫エ藝應(yīng)用最普遍。石灰石-石膏法脫硫率高，吸收劑利用率高，且價(jià)廉易得，但是其初期投資大、運(yùn)行費(fèi)用高且設(shè)備容易結(jié)垢。同時(shí)脫硫石膏綜合利用比較困難，脫硫副產(chǎn)品-石膏大多閑置堆放，形成了大量的固體廢棄物，脫硫能耗高、資源浪費(fèi)嚴(yán)重。氧化鎂法脫硫效率穩(wěn)定，エ藝較簡(jiǎn)單，不易產(chǎn)生結(jié)垢，但為防止硫酸鎂在吸收塔內(nèi) 結(jié)晶并堵塞，此法通常在其濃度在10%左右即外排，資源浪費(fèi)較嚴(yán)重，運(yùn)行成本也較高。氨(胺)洗滌法是國(guó)外已エ業(yè)化的脫硫エ藝，且濕式氨(胺)法既脫硫又脫氮，但副產(chǎn)品硫銨結(jié)晶エ藝過(guò)程及其應(yīng)用等問(wèn)題有待進(jìn)ー步解決，故國(guó)內(nèi)此法大規(guī)模エ業(yè)化實(shí)施比例還不是很高，脫硫技術(shù)和エ藝尚需不斷完善和提高。近年來(lái)，由于活性炭化學(xué)改性研究的開(kāi)展，其脫硫精度和硫容逐步提高，尤其是當(dāng)含硫氣體經(jīng)過(guò)活性炭床層時(shí)，氣體中的硫氧化物先擴(kuò)散后被吸附在活性炭表面，經(jīng)表面催化作用，加速硫化物與エ藝氣中微量氧的反應(yīng)得到三氧化硫或硫酸，ニ氧化硫的去除率和氧化率都很高，可以用來(lái)精脫硫。我國(guó)化學(xué)原料藥產(chǎn)量居世界第二，抗生素就是其中比重較大的ー種原料藥。在生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢渣，在高溫和長(zhǎng)期貯存的條件下，發(fā)酵產(chǎn)生異味，長(zhǎng)期貯存導(dǎo)致菌絲體自溶后產(chǎn)生大量污水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。自抗生素菌渣因其藥物殘留問(wèn)題被明確列為危險(xiǎn)廢物后，抗生素菌渣的處理和處置成為困擾制藥企業(yè)的一大難題。本課題組前期研究(申請(qǐng)?zhí)?201210358542.7)將廢菌渣制成活性炭，經(jīng)金屬改性制備的菌渣活性炭催化劑用于吸附-催化氧化ニ氧化硫，得到了理想的吸附和催化效果。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)(CN200910074801A)己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體可以高效、高選擇性的吸收ニ氧化硫。將己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體固載到金屬改性抗生素菌渣炭上，利用離子液體的高選擇性和吸附性以及一定催化氧化性的特點(diǎn)，可以大幅提高菌渣活性碳對(duì)ニ氧化硫的吸附和催化作用，提高金屬改性菌渣炭的吸附性能，并與負(fù)載金屬元素協(xié)同作用提高SO2的催化氧化效率，更加有利于硫源的回收。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決抗生素菌渣處置難題，提高脫除ニ氧化硫效率，降低脫硫エ藝成本，實(shí)現(xiàn)硫源的回收利用，本發(fā)明提供了一種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，它可降低成本，而且實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物-抗生素菌渣的無(wú)害化和資源化。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，它包括以下步驟:a.將抗生素菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥4 6h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在質(zhì)量比為20%的金屬硝酸鹽溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到金屬改性菌渣活性炭催化劑；c.將步驟b得到的金屬改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到質(zhì)量百分比為f 30%的己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)金屬改性菌渣活性炭為好，常溫浸潰2 24h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得離子液體和金屬雙改性菌渣活性炭催化劑，所述離子液體為己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭催化劑在1(T80°C吸附-催化氧化lOOO'OOOppm的ニ氧化硫氣體3h,吸附-催化氧化后的氣體用質(zhì)量濃度為93%的濃硫酸吸收。所述離子液體中四烷基鹵化胺為四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四こ基氯化銨、四こ基溴化銨、四丙基氯化銨、四丙基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四戊基氯化銨、四戊基溴化銨、四己基氯化銨、四己基溴化銨、四庚基氯化銨、四庚基溴化銨、四辛基氯化銨、四辛基溴化銨、四壬基氯化銨、四壬基溴化銨、四癸基氯化銨和四癸基溴化銨中的ー種。所述抗生素菌渣為土霉素菌渣、青霉素菌渣、阿維菌素菌渣和頭孢菌素菌渣中的ー種或多種。所述金屬硝酸鹽溶液為硝酸銅、硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸鋇、硝酸鉛或硝酸鈷中的一種。優(yōu)選的，所述的ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，它還包括以下具體步驟:a.將菌渣浸入質(zhì)量濃度為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5h，即得菌渣活性炭；
b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在質(zhì)量濃度為20%的硝酸銅溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到銅改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為5%的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的銅改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨和銅雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨與銅雙改性菌渣活性炭催化劑在20°C吸附-催化氧化5000ppm的ニ氧化硫氣體3h,然后將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收。所述抗生素(包括青霉素、土霉素、阿奇霉素和頭孢菌素菌渣等)菌渣為原料制備的高比表面積菌渣活性炭強(qiáng)度較弱，且含有一定的金屬元素，限制了其應(yīng)用范圍。課題組前期研究表明金屬負(fù)載一定的金屬后，其催化和吸附效果増加，尤其是在雙或多金屬協(xié)同作用下，其吸附-催化氧化效果更佳。因而本發(fā)明首先通過(guò)對(duì)其進(jìn)行金屬改性，制成具有催化作用的催化劑，利用催化劑中的多種金屬協(xié)同作用，再用緑色溶剤-己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體改性，達(dá)到高效吸收與催化目的，實(shí)現(xiàn)SO2高效去除與回收。此エ藝的成功開(kāi)發(fā)，既為菌渣活性炭提供了去處，同時(shí)還為エ業(yè)脫硫開(kāi)發(fā)了良好的吸附劑和催化劑，達(dá)到了 “以廢治廢”的目的。最終同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢菌渣和ニ氧化硫的無(wú)害化、減量化和資源化，具有很好的實(shí)用價(jià)值和環(huán)境效益。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn):1、以制藥行業(yè)抗生素菌渣為主要原料制備活性炭，活性炭的成本低而且實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)廢物-抗生素菌渣的無(wú)害化和資源化。2、采用己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體和金屬雙改性菌渣活性炭，同時(shí)利用了菌渣活性炭中的固有金屬制備的催化劑可以高效和高選擇性吸附、催化氧化ニ氧化硫。3、本方法同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢菌渣和ニ氧化硫的無(wú)害化、減量化和資源化，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的說(shuō)明。實(shí)施例1a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥4h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸銅溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到銅改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為1%的己內(nèi)酰胺-四丁基氯化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的銅改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丁基氯化銨和銅雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丁基氯化銨與銅雙改性菌渣活性炭催化劑在20°C吸附-催化氧化5000ppm ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)98.7%，催化氧化效率可達(dá)55.2%。實(shí)施例2a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸銅溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到銅改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為5%的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的銅改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨和銅雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨與銅雙改性菌渣活性炭催化劑在20°C吸附-催化氧化5000ppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)93.7%，催化氧化效率可達(dá)46.1%。實(shí)施例3a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5.5h，即得菌洛活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸鎳溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到鎳改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為10%的己內(nèi)酰胺-四甲基氯化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的鎳改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四甲基氯化銨和鎳雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四甲基氯化銨與鎳雙改性菌渣活性炭催化劑在40°C吸附-催化氧化3000ppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)94.2%，催化氧化效率可達(dá)52.5%。實(shí)施例4a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥4.5h，即得菌洛活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸鋇溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到鋇改性菌渣活性炭催化劑；
c.配制質(zhì)量百分比為20%的己內(nèi)酰胺-四甲基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的鋇改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四甲基溴化銨和鋇雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四甲基溴化銨與鋇雙改性菌渣活性炭催化劑在30°C吸附-催化氧化IOOOppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)84.2%，催化氧化效率可達(dá)30.8%。實(shí)施例5a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥6h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸錳溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到錳改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為1%的己內(nèi)酰胺-四こ基氯化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的錳改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四こ基氯化銨和錳雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四こ基氯化銨與錳雙改性菌渣活性炭催化劑在80°C吸附-催化氧化2000ppm的ニ氧化硫氣體3h,吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)85.1%，催化氧化效率可達(dá)33.6%。實(shí)施例6a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸鈷溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到鈷改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為5%的己內(nèi)酰胺-四こ基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的鈷改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四こ基溴化銨和鈷雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四こ基溴化銨與鈷雙改性菌渣活性炭催化劑在30°C吸附-催化氧化3500ppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)89.5%，催化氧化效率可達(dá)47.9%。實(shí)施例7a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥4h，即得菌渣活性炭；
b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸鐵溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到鐵改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為10%的己內(nèi)酰胺-四丙基氯化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的鐵改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丙基氯化銨和鐵雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丙基氯化銨與鐵雙改性菌渣活性炭催化劑在60°C吸附-催化氧化5000ppm的ニ氧化硫氣體3h,吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收,吸附-催化總效率可達(dá)90.6%,催化氧化效率可達(dá)49.7%。實(shí)施例8a.將菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5h，即得菌渣活性炭；b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在20% (質(zhì)量比)的硝酸鉛溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到鉛改性菌渣活性炭催化劑；c.配制質(zhì)量百分比為30%的己內(nèi)酰胺-四丙基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的鉛改性菌渣活性炭催化劑浸潰到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丙基溴化銨和鉛雙改性菌渣活性炭催化劑；d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丙基溴化銨與鉛雙改性菌渣活性炭催化劑在20°C吸附-催化氧化IOOOppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用93%濃硫酸吸收，吸附-催化總效率可達(dá)98.1%，催化氧化效率可達(dá)56.4%。
權(quán)利要求
1.一種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，其特征在于它包括以下步驟: a.將抗生素菌渣浸入質(zhì)量百分比為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥4 6h，即得菌渣活性炭； b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在質(zhì)量比為20%的金屬硝酸鹽溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到金屬改性菌渣活性炭催化劑； c.將步驟b得到的金屬改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到質(zhì)量百分比為f30%的己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)金屬改性菌渣活性炭為好，常溫浸潰2 24h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得離子液體和金屬雙改性菌渣活性炭催化劑，所述離子液體為己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體； d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭催化劑在1(T80°C吸附-催化氧化lOOO'OOOppm的ニ氧化硫氣體3h,將吸附-催化氧化后的氣體用質(zhì)量濃度為93%的濃硫酸吸收。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，其特征在干，所述離子液體中四烷基鹵化胺為四甲基氯化銨、四甲基溴化銨、四こ基氯化銨、四こ基溴化銨、四丙基氯化銨、四丙基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四戊基氯化銨、四戊基溴化銨、四己基氯化銨、四己基溴化銨、四庚基氯化銨、四庚基溴化銨、四辛基氯化銨、四辛基溴化銨、四壬基氯化銨、四壬基溴化銨、四癸基氯化銨和四癸基溴化銨中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，其特征在于，所述抗生素菌 渣為土霉素菌渣、青霉素菌渣、阿維菌素菌渣和頭孢菌素菌渣中的ー種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，其特征在于，所述金屬硝酸鹽溶液為硝酸銅、硝酸鐵、硝酸鎳、硝酸鋇、硝酸鉛或硝酸鈷中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的ー種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，其特征在于，它還包括以下具體步驟: a.將菌渣浸入質(zhì)量濃度為30%的碳酸鉀水溶液中，于45°C恒溫浸潰24h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下700°C活化3.5h，用鹽酸酸洗五次，然后水洗至中性，干燥5h，即得菌渣活性炭； b.采用浸潰法對(duì)步驟a所得的菌渣活性炭改性:將菌渣活性炭浸潰在質(zhì)量濃度為20%的硝酸銅溶液中，80°C恒溫浸潰3h，過(guò)濾，濾餅在氮?dú)獗Ｗo(hù)下600°C焙燒，得到銅改性菌渣活性炭催化劑； c.配制質(zhì)量百分比為5%的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體丙酮溶液。將步驟b得到的銅改性菌渣活性炭催化劑浸潰入到離子液體丙酮溶液中，以液面覆蓋過(guò)活性炭為好，常溫浸潰4h，過(guò)濾，濾餅用丙酮洗滌3次，晾干24h，30°C真空干燥4h，即得己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨和銅雙改性菌渣活性炭催化劑； d.將步驟c所得的己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨與銅雙改性菌渣活性炭催化劑在20°C吸附-催化氧化5000ppm的 ニ氧化硫氣體3h，將吸附-催化氧化后的氣體用質(zhì)量濃度93%濃硫酸吸收。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子液體與金屬雙改性菌渣活性炭的制備方法及應(yīng)用，以抗生素菌渣為原料制備菌渣活性炭，再用浸漬法對(duì)菌渣活性炭進(jìn)行金屬改性，然后將己內(nèi)酰胺-四烷基鹵化銨離子液體固載到金屬改性菌渣活性炭，得到離子液體和金屬雙改性抗生素菌渣活性炭。將其用于吸附-催化氧化二氧化硫工藝，發(fā)現(xiàn)其在一定溫度下能高選擇性吸附和催化氧化二氧化硫，三氧化硫用93%濃硫酸吸收，硫資源得到回收。本方法催化劑制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，過(guò)程操作簡(jiǎn)便。該技術(shù)同時(shí)解決了抗生素廢菌渣處置與二氧化硫吸收-催化氧化和硫源回收難題。
文檔編號(hào)B01J31/02GK103111264SQ201310051119
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月16日
發(fā)明者段二紅, 宋玉, 郭斌, 趙文霞, 梁偉朝 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)