【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及氣體吸附劑，尤其涉及一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、中華人民共和國國家標準《惡臭污染物排放標準》(gb-14554-93)規(guī)定，惡臭是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快感覺及損害生活環(huán)境的氣味。惡臭氣體通常是低濃度成分的混合氣體，當某種惡臭組分達到其嗅覺閾值濃度時，人就會聞到對應(yīng)的惡臭氣味。而惡臭物質(zhì)在其分子結(jié)構(gòu)上都含有一種原子團，稱為“發(fā)臭基團”，這也是產(chǎn)生惡臭的主要原因。惡臭污染物對人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等均有危害。
2、現(xiàn)有的處理技術(shù)主要分為三大類：物理方法、化學(xué)方法、生物方法。由于簡單易行、適用范圍廣、成本低，吸附法是目前惡臭氣體處理最常用的方法。因此目前找到最佳的吸附劑對于吸附技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。
3、活性炭材料被廣泛用于大多數(shù)類型惡臭氣體的吸附回收，活性炭對惡臭氣體的吸附容量從十毫克每克到幾百毫克每克不等，這取決于活性炭的物理化學(xué)性質(zhì)，例如比表面積、孔徑、孔體積、化學(xué)官能團等；也與惡臭氣體自身的性質(zhì)有關(guān)，如分子大小和極性；還與吸附條件，如溫度、相對濕度、濃度、氣體流速等有關(guān)。由于具有大表面積和豐富的孔結(jié)構(gòu)，活性炭對惡臭氣體有很強的吸附能力，同時活性炭表面上豐富的化學(xué)官能團使其能對惡臭氣體產(chǎn)生良好的化學(xué)吸附。但是，由于活性炭對吸附質(zhì)的選擇性較差，在高濕度惡臭氣體的處理中，往往會因為水氣占據(jù)了多數(shù)的吸附位點而使對目標污染物的吸附能力降低，尤其是在相對濕度超過60％時，大多數(shù)活性炭對惡臭氣體的吸附能力很低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法及應(yīng)用。通過對其制備過程的工藝條件進行設(shè)計，相應(yīng)能夠獲得負載有納米零價銅金屬的活性炭，有效防止了納米金屬顆粒的團聚現(xiàn)象，因而適用于去除高濕度環(huán)境下的惡臭氣體，尤其是對硫化氫和甲苯等惡臭氣體。
2、為了達到上述目的，本專利技術(shù)目的之一是提供一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，包括：
3、s1，利用硫酸溶液和去離子水對活性炭進行預(yù)處理，得到預(yù)處理活性炭粉末；
4、s2，將所述預(yù)處理活性炭粉末和去離子水進行攪拌處理，得到活性炭去離子水混合溶液；
5、s3，利用cuso4·5h2o、kbh4和去離子水，對所述活性炭去離子水混合溶液進行攪拌處理，得到活性炭零價銅混合溶液；
6、s4，利用脫氧水、無水乙醇和真空冷凍干燥機，對所述活性炭零價銅混合溶液依次進行洗滌、預(yù)凍、干燥處理，得到所述活性炭負載納米零價銅材料。
7、進一步地，所述利用硫酸溶液對活性炭進行預(yù)處理，干燥后得到預(yù)處理活性炭粉末，包括：
8、s11，將所述活性炭研磨至粉末，并加入到硫酸溶液中進行浸泡處理，得到浸泡活性炭；
9、s12，利用去離子水，對所述浸泡活性炭進行洗滌、干燥處理，得到預(yù)處理活性炭粉末。
10、進一步地，所述活性炭粉末為8目～50目。
11、進一步地，所述硫酸溶液的濃度為0.01mol/l～0.5mol/l；所述浸泡時間為10min～20min。
12、進一步地，所述利用cuso4·5h2o、kbh4、去離子水和蠕動泵，對所述活性炭去離子水混合溶液進行攪拌處理，得到活性炭零價銅混合溶液，包括：
13、s31，將cuso4·5h2o和kbh4加入到去離子水中，并定容至100ml～250ml，得到cuso4·5h2o-kbh4混合溶液；
14、s32，在室溫?zé)o氧條件下，利用蠕動泵，向所述活性炭去離子水混合溶液中，滴加所述cuso4·5h2o-kbh4混合溶液，并進行攪拌處理，得到活性炭零價銅混合溶液。
15、進一步地，所述kbh4與cuso4·5h2o的摩爾比為3:1～6:1；蠕動泵的滴加速度為1.5ml/min～2ml/min；攪拌速度為300r/min～350r/min。
16、進一步地，所述利用脫氧水、無水乙醇和真空冷凍干燥機，對所述活性炭零價銅混合溶液依次進行洗滌、預(yù)凍、干燥處理，得到所述活性炭負載納米零價銅材料，包括：
17、s41，利用脫氧水和無水乙醇，依次對所述活性炭負載納米零價銅材料進行洗滌處理，得到洗滌活性炭負載納米零價銅材料；
18、s42，將洗滌活性炭負載納米零價銅材料進行預(yù)凍處理，得到預(yù)凍活性炭負載納米零價銅材料；
19、s43，利用真空冷凍干燥機，對所述預(yù)凍活性炭負載納米零價銅材料進行干燥處理，得到所述活性炭負載納米零價銅材料。
20、進一步地，所述活性炭負載納米零價銅材料中的納米零價銅在活性炭上的質(zhì)量負載比為5wt.％～20wt.％；負載的納米零價銅的平均粒徑為100nm～250nm；
21、優(yōu)選地，納米零價銅在活性炭上的質(zhì)量負載比為5wt.％～15wt.％。
22、本專利技術(shù)的目的之二，是提供一種活性炭負載納米零價銅材料的應(yīng)用，尤其是在高濕度條件下吸附惡臭氣體中的應(yīng)用。
23、進一步地，所述高濕度為0～80％；所述惡臭氣體為硫化氫和甲苯中的一種或兩種。
24、本專利技術(shù)有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法及應(yīng)用。
25、本專利技術(shù)利用活性炭材料具有較大的比表面積和高孔隙率的優(yōu)勢，將納米零價銅負載在活性炭上，不僅能避免納米粒子的團聚，并且能夠增強活性炭在高濕度環(huán)境下對惡臭氣體的吸附能力。本專利技術(shù)的制備過程簡便且易于放大，所用原料價廉易得，不存在二次污染，因此具有較好的應(yīng)用前景。本專利技術(shù)制備的活性炭負載納米零價銅材料在高濕度環(huán)境下仍然保持著較高的吸附性能，尤其是針對甲苯、硫化氫氣體的吸附。
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1.一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述利用硫酸溶液對活性炭進行預(yù)處理，干燥后得到預(yù)處理活性炭粉末，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述活性炭粉末為8目～50目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述硫酸溶液的濃度為0.01mol/L～0.5mol/L；所述浸泡時間為10min～20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述利用CuSO4·5H2O、KBH4、去離子水和蠕動泵，對所述活性炭去離子水混合溶液進行攪拌處理，得到活性炭零價銅混合溶液，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述KBH4與CuSO4·5H2O的摩爾比為3:1～6:1；蠕動泵的滴加速度為1.5ml/min～2ml/min；攪拌速度為300r/min～350r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述活性炭負載納米零價銅材料中的納米零價銅在活性炭上的質(zhì)量負載比為5wt.％～20wt.％；負載的納米零價銅的平均粒徑為100nm～250nm；
9.一種活性炭負載納米零價銅材料的應(yīng)用，其特征在于，利用權(quán)利要求1～8任意一項所述制備方法制備得到的活性炭負載納米零價銅材料在高濕度條件下吸附惡臭氣體中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的活性炭負載納米零價銅材料的應(yīng)用，其特征在于，所述高濕度為0～80％；所述惡臭氣體為硫化氫和甲苯中的一種或兩種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述利用硫酸溶液對活性炭進行預(yù)處理，干燥后得到預(yù)處理活性炭粉末，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述活性炭粉末為8目～50目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述硫酸溶液的濃度為0.01mol/l～0.5mol/l；所述浸泡時間為10min～20min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述利用cuso4·5h2o、kbh4、去離子水和蠕動泵，對所述活性炭去離子水混合溶液進行攪拌處理，得到活性炭零價銅混合溶液，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活性炭負載納米零價銅材料的制備方法，其特征在于，所述kbh4與cuso4·5h2o的摩爾比為3:1～6:1；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田蕾，林本成，來文慶，李康，石玥，劉煥亮，劉璇，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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