專利名稱：一種高效的除臭用炭基吸附劑的制備及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的活性炭除臭吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種作為垃圾填埋場(chǎng)臭氣或其他含有硫醇、硫醚臭氣中脫除硫醇、硫醚吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，城市垃圾的處理成為一個(gè)亟待解決的問題。當(dāng)前，大多數(shù)國(guó)家普遍采用衛(wèi)生填埋的方法來(lái)處理。在這個(gè)過程中的分選、破碎、輸送、脫水等單元都會(huì)產(chǎn)生大量臭氣，惡臭組分主要含有硫醇、硫醚、氯化物等，會(huì)造成大氣環(huán)境的污染。因此，開發(fā)出有效的除臭技術(shù)，能減少二次污染的發(fā)生，改善垃圾處理工程的工作環(huán)境。目前我國(guó)關(guān)于垃圾填埋場(chǎng)的除臭技術(shù)還在起步階段，且主要在生物質(zhì)除臭方面。 生物除臭技術(shù)要求條件苛刻，投入成本大，不利于垃圾填埋廠使用。而物理吸附具有能耗低、工藝簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、投資少、操作彈性大、環(huán)境效益好等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究和應(yīng)用。吸附劑作為該技術(shù)的核心所在一直是物理吸附法的研究重點(diǎn)。常用的吸附材料由于種種缺陷均不能達(dá)到滿意的除臭效果。因此，通過對(duì)常規(guī)吸附材料的改性開發(fā)除具有高效吸附性能的吸附劑就顯得尤其重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是開發(fā)一種新型、高效的炭基除臭吸附劑。本發(fā)明所述的活性炭吸附劑，是在椰殼活性炭的表面負(fù)載Fe(NO3)3，所述的活性炭吸附劑按照如下方法制備得到以椰殼活性炭為載體，以硝酸鐵為前軀體，去離子水為溶劑配成浸潰液，所述椰殼活性炭與無(wú)機(jī)金屬鹽的質(zhì)量比為1:0. 005、. 1，采用浸潰法將所述Fe (NO3) 3負(fù)載于所述的活性炭膠表面，再將浸潰有Fe (NO3) 3的硅膠在100 120 1下烘干，即為所述的改性活性炭吸附劑。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種制備上述活性炭吸附劑的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。一種活性炭吸附劑的制備方法，包括如下步驟。a)按所取活性炭的飽和吸水量配置一定體積的硝酸鐵浸潰液，將浸潰液均勻的滴加到所述椰殼活性炭中，使得所述活性炭充分浸潰。b)所述活性炭與負(fù)載的金屬鐵的質(zhì)量比為1:0.005、. I。c)將浸潰有Fe (NO3)3的椰殼活性炭鼓風(fēng)干燥箱中加熱至10(Tl20 °C，進(jìn)行干燥除水。下面對(duì)上述制備方法做具體說明。步驟a)中，所述的浸潰方法常用的有濕法浸潰和等體積浸潰，本發(fā)明優(yōu)選等體積浸潰法。步驟a)中，所述的浸潰方法，浸潰溫度的適當(dāng)提高、浸潰時(shí)間的增長(zhǎng)有利于提高浸潰效率，本發(fā)明所述的等體積浸潰優(yōu)選20-60 °C下進(jìn)行Γ12小時(shí)。步驟b)中，本發(fā)明所述的浸潰有Fe (NO3) 3的椰殼活性炭的干燥一般在鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行，所述的干燥推薦在10(T120 °C下進(jìn)行12 24小時(shí)。本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是將所述的Fe(NO3)3改性活性炭吸附劑作為硫醚、硫醇吸附劑應(yīng)用，從垃圾填埋場(chǎng)臭氣中脫除惡臭組分硫醚、硫醇。本發(fā)明所述的金屬改性活性炭吸附劑可在室溫下使用，適用于對(duì)硫醚、硫醇等惡臭組分的吸附，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未改性的椰殼活性炭，是一種有效脫除硫醚、硫醇的高效吸附劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在。I)本發(fā)明所述的負(fù)載有Fe(NO3)3的椰殼活性炭吸附劑，以性能優(yōu)良的椰殼活性炭作為載體，在其表面負(fù)載了無(wú)機(jī)金屬鹽。由于金屬鐵的電子效應(yīng)等因素，使得負(fù)載后的活性炭在許多性能上得到進(jìn)一步的提聞，突出的表現(xiàn)在吸附能力更強(qiáng)，對(duì)硫釀、硫醇等惡臭組 分的吸附性能更好。以本發(fā)明所述的金屬改性活性炭吸附劑在作為垃圾填埋場(chǎng)臭氣中脫除惡臭組分硫醚、硫醇吸附劑時(shí)表現(xiàn)出了很好的效果。2)本發(fā)明所述的Fe(NO3)3改性椰殼活性炭吸附劑的制備方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。采用等體積浸潰法將Fe (NO3) 3直接負(fù)載到活性炭表面，通過干燥除去多余的水分并形成與載體活性炭表面及官能團(tuán)有較強(qiáng)作用的鐵離子負(fù)載層，即為所述的活性炭吸附劑。與其他方法相比，該制備法更加簡(jiǎn)單，并且制備過程無(wú)廢液產(chǎn)生。


圖I是本發(fā)明所用載體活性炭低溫氮?dú)馕矫摳角€圖。圖2是本發(fā)明所用載體活性炭孔徑分布圖。圖3是應(yīng)用實(shí)施例一所述的不同活性炭吸附劑分別對(duì)乙硫醇的穿透曲線。圖4是應(yīng)用實(shí)施例二所述的不同活性炭吸附劑分別對(duì)乙硫醚的穿透曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一。稱取O. 527 g九水硝酸鐵置于燒杯中，加入10. 2 g去離子水?dāng)嚢枋蛊淙芙狻７Q取6 g椰殼活性炭置于磁坩堝中，將配得的浸潰液逐滴加入坩堝中，直至所有浸潰液全部浸潰到活性炭中。在常溫下，吸附浸潰4小時(shí)后，放入鼓風(fēng)干燥箱中在110 °C下干燥過夜。即得到表面負(fù)載有Fe (NO3) 3改性椰殼活性炭吸附劑。實(shí)施例二。稱取O. 503 g六水硝酸鎳置于燒杯中，加入10. 2 g去離子水?dāng)嚢枋蛊淙芙?。稱取6 g椰殼活性炭置于磁坩堝中，將配得的浸潰液逐滴加入坩堝中，直至所有浸潰液全部浸潰到活性炭中。在常溫下，吸附浸潰4小時(shí)后，放入鼓風(fēng)干燥箱中在110 °C下干燥過夜。即得到表面負(fù)載有Ni (NO3)2改性椰殼活性炭吸附劑。本發(fā)明將應(yīng)用實(shí)施例、比較例一、比較例二所說本發(fā)明炭基吸附劑置于一種吸附分離評(píng)價(jià)系統(tǒng)的吸附床中。在常壓下，分別通入氮?dú)庖伊虼己偷獨(dú)庖伊蛎训幕旌蠚?，測(cè)定吸附劑的吸附量。
本發(fā)明所述的吸附分離評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括吸附分離裝置，氣相質(zhì)譜，氣相色譜等設(shè)備。吸附床為不銹鋼圓柱結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑8mm,壁厚2mm,長(zhǎng)度480mm,吸附床與管路由轉(zhuǎn)換接頭連接。應(yīng)用實(shí)施例。取I g所述表面負(fù)載有Fe (NO3) 3的活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醇混合氣流量為70 ml/min，乙硫醇的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e (NO3) 3改性的椰殼活性炭吸附劑對(duì)乙硫醇具有很好吸附效果，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖3中的c曲線。取I g所述表面負(fù)載有Fe (NO3)3的活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醚混合氣流量為200 ml/min，乙硫醚的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e(NO3)3改性的椰殼活性炭吸附劑對(duì)乙硫醚吸附效果也很好，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖4中的c曲線。因此，負(fù)載有Fe(NO3)3的活性炭吸附劑對(duì)乙硫醇和乙硫醚都具有很好的吸附效果，是一種有較大應(yīng)用前 景的聞效除臭吸附劑。比較例一。取I g未改性活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醇混合氣流量為70 ml/min，乙硫醇的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，未改性的活性炭對(duì)乙硫醇具有一定吸附能力，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖3中的a曲線。取I g未改性活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醚混合氣流量為200 ml/min,乙硫醚的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，未改性的活性炭對(duì)乙硫醚也具有一定吸附能力，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖4中的a曲線。與未改性的活性炭相比，F(xiàn)e (NO3) 3改性的椰殼活性炭吸附劑對(duì)乙硫醇、乙硫醚吸附能力明顯增強(qiáng)。因此負(fù)載有Fe (NO3)3的活性炭吸附劑對(duì)乙硫醇、乙硫醚都具有很好的吸附效果，是一種有較大應(yīng)用前景的高效除臭吸附劑。比較例二。取I g表面負(fù)載有Ni (NO3)2的活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醇混合氣流量為70 ml/min,乙硫醇的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Ni (NO3)2改性的椰殼活性炭吸附劑對(duì)乙硫醇吸附能力降低，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖3中的b曲線。取I g所述表面負(fù)載有Ni (NO3)2的活性炭吸附劑，在常溫常壓下，乙硫醚混合氣流量為200 ml/min，乙硫醚的含量為5000 ppm。經(jīng)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Ni (NO3) 2改性的椰殼活性炭吸附劑對(duì)乙硫醚吸附能力有所提高，實(shí)驗(yàn)穿透曲線見圖4中的b曲線。因此，負(fù)載有Ni (NO3)2的活性炭吸附劑只對(duì)乙硫醚都具有較好的吸附效果，而對(duì)乙硫醇的吸附效果很差，具體數(shù)據(jù)見表1，這顯然不是一種優(yōu)良吸附劑。與實(shí)施例中所述Fe(NO3)3改性活性炭吸附劑相比，在臭氣吸附能力上有較大差距。所以，本發(fā)明所述的Fe (NO3) 3_活性炭吸附劑是一種有較大應(yīng)用前景的高效脫碳吸附劑
表I各吸附劑樣品的單位吸附量
權(quán)利要求
1.一種以椰殼活性炭為主體的活性炭吸附劑，其特征在于所述吸附劑是在活性炭表面負(fù)載有Fe (NO3)3，所述活性炭吸附劑按照如下方法制備以椰殼活性炭為載體，以硝酸鐵為前軀體，以去離子水為溶劑配成浸潰液，所述活性炭與Fe(NO3)3的質(zhì)量比為1:0. 005、. 1，采用浸潰法將Fe(NO3)3負(fù)載于所述的活性炭表面，再將浸潰有Fe(NO3)3的活性炭在100^120 1下烘干，即為所述的高效活性炭除臭吸附劑。
2.如權(quán)利I要求所述的活性炭吸附劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟 配置一定體積的Fe(NO3)3浸潰液，將浸潰液逐滴加入椰殼活性炭中，使活性炭充分浸潰； 將浸潰有Fe (NO3) 3的椰殼活性炭在鼓風(fēng)干燥箱中加熱至10(Γ120 V，進(jìn)行干燥除水。
3.如權(quán)利要求2所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟a)所述的椰殼活性炭比表面積大于500 m2/g，平均孔徑2飛nm。
4.如權(quán)利要求2所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟a)所述的浸潰法為等體積浸潰法，即浸潰液體積為載體椰殼活性炭的飽和吸水量。
5.如權(quán)利要求2所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟a)所述的浸潰法活性炭與Fe (NO3)3的質(zhì)量比為1:0. 005 O. I。
6.如權(quán)利要求2 4所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟a)所述的浸潰是在20-60 °C溫度下進(jìn)行Γ12小時(shí)。
7.如權(quán)利要求2所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟b)干燥所用時(shí)間為12 24小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1、2和4所述的活性炭吸附劑的制備方法，其特征在于步驟a)所述的椰殼活性炭的單位質(zhì)量飽和吸水量為I. 7 ml/g。
9.如權(quán)利要求I所述的活性炭吸附劑作為垃圾填埋場(chǎng)臭氣或其他含有硫醇、硫醚臭氣中硫醇、硫醚吸附劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效的垃圾填埋場(chǎng)臭氣吸附劑及其制備和應(yīng)用，所述臭氣吸附劑是在活性炭的表面擔(dān)載鐵離子，所述制備方法如下以椰殼活性炭為載體，以硝酸鐵為前軀體，通過浸漬法將Fe(NO3)3擔(dān)載在活性炭表面，所得樣品在100~120℃下干燥除水，即為所述的改性活性炭吸附劑。本發(fā)明所述的活性炭吸附劑在作為臭氣中脫除惡臭組分硫醇、硫醚吸附劑應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)出了很好的效果，且制備簡(jiǎn)單、過程易控，極具工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B01J20/20GK102773074SQ20121018434
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者倪宏志, 李通, 羅仕忠, 胡像鋒, 黃亞軍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)