Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN106000320A - 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法 - Google Patents

一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106000320A
CN106000320A CN201610362445.3A CN201610362445A CN106000320A CN 106000320 A CN106000320 A CN 106000320A CN 201610362445 A CN201610362445 A CN 201610362445A CN 106000320 A CN106000320 A CN 106000320A
Authority
CN
China
Prior art keywords
activated carbon
carbon powder
hydrophilic
alkoxy silane
containing amino
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.)
Granted
Application number
CN201610362445.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106000320B (zh
Inventor
杨萍
王俊鹏
芦思珉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN201610362445.3A priority Critical patent/CN106000320B/zh
Publication of CN106000320A publication Critical patent/CN106000320A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106000320B publication Critical patent/CN106000320B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • 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
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic 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
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/46—Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法，方法是在活性炭表面包覆上一层含有氨基的二氧化硅壳层，壳层的厚度为1‑2纳米，步骤为：将活性炭粉分散到乙醇和甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加含氨基的烷氧基硅烷试剂，继续搅拌一定时间，然后离心分离即得。本发明方法简单，成本低廉，便于工业化生产，所得产品性能稳定，有重要的应用前景。

Description

一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭粉的亲水处理方法，尤其是涉及一种在活性炭粉末表面包覆一层功能化SiO2层的方法，还涉及一种亲水性活性炭，属于活性炭改性技术领域。
背景技术
粉末活性炭具有过滤速度快、吸附性能好、脱色除味能力强、经济耐用等优点，广泛应用于食品、饮料、医药、自来水、糖、油脂等行业，在酿酒、污水处理、电厂、电镀等领域应用也较为普遍。基于活性炭粉的自身性质及加工特性，通常活性炭具有憎水表面，在实际的应用中需要进行亲水性表面改性。其中SiO2改性是常用的手段之一。SiO2性能稳定，耐候性好，无毒环保，利用溶胶凝胶方法很容易实现包覆，因此目前的技术手段多数采用直接用烷氧基硅烷水解的方法。但因为烷氧基硅烷水解速度快，很难在颗粒表面形成均匀致密的薄层，过厚的SiO2层会影响其下一步的实用，例如降低着色性，而且纯SiO2层的亲水性很不理想，且厚度难以控制，可操作性不强。
发明内容
针对现有技术的存在的不足，本发明提供了一种活性炭粉的亲水处理方法，该方法所形成的功能化的SiO2壳层均匀致密，亲水性好，使用寿命长。
本发明还提供了一种亲水性活性炭，该活性炭表面包覆功能化的SiO2壳层，亲水性增强，且厚度仅为1-2纳米，既保证了活性炭粉有很好的亲水性，而且几乎不增加炭粉的大小，保证最好的使用性质。
本发明技术方案如下：
一种活性炭粉的亲水处理方法，该方法包括：在活性炭粉表面包覆上一层功能化的二氧化硅壳层，功能化的二氧化硅壳层的包覆包括以下步骤：
（1）将活性炭粉分散到乙醇和甲苯的混合溶液中，在搅拌下滴加含氨基的烷氧基硅烷，滴完后继续搅拌，直至得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液离心分离，得到包覆有功能化的二氧化硅壳层的活性炭粉。
按照上述方法中，所得的功能化的二氧化硅壳层的厚度很薄，为1-2纳米。该厚度既保证了活性炭粉有很好的亲水性，而且又几乎不增加炭粉的大小，保证最好的使用性质。
本发明含氨基的烷氧基硅烷在乙醇中水解缓慢，反应速度慢，可均匀地在表面吸附一层部分水解的烷氧基硅烷，从而有效控制SiO2层厚度，得到厚度较薄的SiO2层。调整含氨基的烷氧基硅烷的用量可以得到较薄的壳层。优选的，活性炭粉和含氨基的烷氧基硅烷的重量比为1：0.01-0.05。
上述步骤（1）中，含氨基的烷氧基硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷((H3CO)3SiC3H6NH2)、氨丙基三乙氧基硅烷((H5C2O)3SiC3H6NH2) 或氨丙基三丙氧基硅烷((H7C3O)3SiC3H6NH2)。
上述步骤（1）中，步骤（1）中，因为活性炭在乙醇中很难分散，因此加入甲苯增加活性炭的分散性，从而使活性炭和含氨基的烷氧基硅烷充分分散和接触。乙醇和甲苯的用量无特别要求，本领域技术人员可以根据具体情况进行调整。
上述步骤（1）中，含氨基的烷氧基硅烷以滴加的形式加入，以防止团聚。
上述步骤（1）中，滴完烷氧基硅烷后，升温至40-60℃继续搅拌。
上述步骤（1）中，滴完烷氧基硅烷后，继续搅拌20-60h。
按照上面的方法对活性炭粉进行亲水处理后，在每个活性炭颗粒表面均包覆上了一层功能化的二氧化硅壳层，形成的功能化的二氧化硅壳层与活性炭粉颗粒基材结合牢固，亲水性好，使用寿命长。本发明对于该种结构的活性炭粉也给予保护。具体技术方案为：一种亲水性活性炭粉，在活性炭粉的表面包覆有一层含氨基的SiO2壳层，所述SiO2壳层的厚度为1-2纳米。
优选的，该亲水性活性炭粉采用本发明的亲水处理方法制得。
本发明采用功能化的SiO2层包覆的方式对活性炭粉进行亲水处理，并提供了一种较好的SiO2包覆方法。所得功能化的二氧化硅壳层均匀致密、与活性炭粉颗粒基材结合牢固、亲水性好，使用寿命长，包覆过程工艺简单，成本低廉，很容易实现产业化，有很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，下述实施例仅在于说明本发明而决不限制本发明。
实施例 1
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加200mg氨丙基三甲氧基硅烷，加完后在40摄氏度下加热搅拌20小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到包覆有功能化的二氧化硅壳层的活性炭粉，即亲水性活性炭粉。所得产品颜色为黑色，经液体动力学半径测量分析，包覆的功能化SiO2层的厚度为1纳米，亲水性好。
实施例 2
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加1g氨丙基三乙氧基硅烷，加完后在60摄氏度下加热搅拌40小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到本发明的产品。经液体动力学半径测量分析，所得产品包覆的SiO2层的厚度为2纳米，亲水性好。
实施例 3
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加600mg氨丙基三丙氧基硅烷，加完后在50摄氏度下加热搅拌50小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到本发明的产品。经液体动力学半径测量分析，所得产品包覆的SiO2层的厚度为1.5纳米，亲水性好。
实施例 4
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加800mg氨丙基三甲氧基硅烷，加完后在60摄氏度下加热搅拌60小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到本发明的产品。经液体动力学半径测量分析，所得产品包覆的SiO2层的厚度为1.7纳米，亲水性好。
对比例 1
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加800mg正硅酸乙酯，加完后在60摄氏度下加热搅拌20小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到产品。该产品仍然是憎水的，因为正硅酸乙酯在这样的条件下不水解，没有SiO2涂层形成。
对比例 2
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加3g氨丙基三甲氧基硅烷，加完后在60摄氏度下加热搅拌20小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到产品。该产品分散性不好，产品聚到一起。
对比例 3
（1）称取20克活性炭粉，分散到25mL乙醇和25mL甲苯的混合溶液中搅拌，在搅拌过程中滴加800mg氨丙基三甲氧基硅烷，加完后在室温下加热搅拌10小时，得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液经离心分离后得到产品。经表征，该产品表面SiO2层不均匀，亲水性不好。

Claims (6)

1.一种活性炭粉的亲水处理方法，其特征是：在活性炭粉表面包覆上一层功能化的二氧化硅壳层，功能化的二氧化硅壳层的包覆包括以下步骤：
（1）将活性炭粉分散到乙醇和甲苯的混合溶液中，在搅拌下滴加含氨基的烷氧基硅烷，滴完后继续搅拌，直至得到分散均匀的悬浮液；
（2）将上述悬浮液离心分离，得到包覆有功能化的二氧化硅壳层的活性炭粉。
2.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）中，活性炭粉和含氨基的烷氧基硅烷的重量比为1：0.01-0.05。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是：步骤（1）中，含氨基的烷氧基硅烷选自氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷或氨丙基三丙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（1）中，滴完烷氧基硅烷后，升温至40-60℃继续搅拌。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（1）中，滴加完烷氧基硅烷后，继续搅拌20-60h。
6.一种亲水性活性炭粉，其特征是：在活性炭粉的表面包覆有一层含氨基的SiO2壳层，所述SiO2壳层的厚度为1-2纳米。
CN201610362445.3A 2016-05-30 2016-05-30 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法 Expired - Fee Related CN106000320B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610362445.3A CN106000320B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610362445.3A CN106000320B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106000320A true CN106000320A (zh) 2016-10-12
CN106000320B CN106000320B (zh) 2019-03-15

Family

ID=57094822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610362445.3A Expired - Fee Related CN106000320B (zh) 2016-05-30 2016-05-30 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106000320B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110312682A (zh) * 2017-01-06 2019-10-08 法国原子能及替代能源委员会 制备芯壳杂化材料的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102382640A (zh) * 2011-08-30 2012-03-21 济南大学 高荧光亮度的量子点复合颗粒和免疫学检测探针及复合颗粒的制备方法
CN103143333A (zh) * 2013-03-13 2013-06-12 河海大学 一种活性炭吸附剂的改性方法及其应用
CN104628422A (zh) * 2015-01-27 2015-05-20 济南大学 一种用二氧化硅包覆磁性纳米颗粒使水泥或混凝土具有吸波性能及密实表面的方法
CN104801279A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 运城学院 溶胶凝胶法改性活性炭粒子的方法
JP2016041985A (ja) * 2014-08-14 2016-03-31 富士通株式会社 吸着式ヒートポンプ用吸着剤、及びその製造方法、並びに吸着式ヒートポンプ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102382640A (zh) * 2011-08-30 2012-03-21 济南大学 高荧光亮度的量子点复合颗粒和免疫学检测探针及复合颗粒的制备方法
CN103143333A (zh) * 2013-03-13 2013-06-12 河海大学 一种活性炭吸附剂的改性方法及其应用
JP2016041985A (ja) * 2014-08-14 2016-03-31 富士通株式会社 吸着式ヒートポンプ用吸着剤、及びその製造方法、並びに吸着式ヒートポンプ
CN104628422A (zh) * 2015-01-27 2015-05-20 济南大学 一种用二氧化硅包覆磁性纳米颗粒使水泥或混凝土具有吸波性能及密实表面的方法
CN104801279A (zh) * 2015-04-13 2015-07-29 运城学院 溶胶凝胶法改性活性炭粒子的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANZHONG ZHU ET AL: """Enhanced mercury ion adsorption by amine-modified activated carbon""", 《 JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110312682A (zh) * 2017-01-06 2019-10-08 法国原子能及替代能源委员会 制备芯壳杂化材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106000320B (zh) 2019-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103804959B (zh) 一种改性硅溶胶的制备方法与应用
CN101796144B (zh) 经环状物处理的金属氧化物
CN104386746B (zh) 一种利用水热法制备小尺寸氯氧化铋晶片的方法
CN104671282B (zh) 一种二氧化钛复合材料空心球的制备方法
CN107416844A (zh) 具有双亲特性和双粒子结构的纳米二氧化硅分散液及制法
CN101880478A (zh) 一种粒径可控的疏水性纳米二氧化硅的制备方法
CN1421388A (zh) 二氧化硅及其制造方法
CN106554643B (zh) 耐高温钒酸铋颜料的制备方法
CN108557828A (zh) 一种弹性漆专用消光粉的制备方法
US11596921B2 (en) Cationic composite silicate filter aids
CN107140650B (zh) 一种二氧化硅纳米表面活性剂及其制备方法
JP2015013788A (ja) シリカ粒子およびその製造方法
JP6323861B2 (ja) 表面修飾メソポーラスシリカナノ粒子の製造方法
CN107381579A (zh) 一种介孔二氧化硅球形纳米颗粒的制备方法
WO2018180936A1 (ja) 被覆顔料
WO2011102548A1 (ja) 無機酸化物粒子の製造方法
CN107033650B (zh) 一种防污抑菌复合涂料的制备方法
CN108408732A (zh) 一种特大比表面积二氧化硅消光粉的制备方法
CN106000320A (zh) 一种亲水性活性炭以及活性炭粉的亲水处理方法
CN105800607A (zh) 一种不易氧化的活性炭粉及活性炭粉的防氧化处理方法
CN103130232A (zh) 二氧化硅复合颗粒及其制备方法
CN106311100B (zh) 一种光催化复合微球的制作方法
CN101428807A (zh) 一种易分散双亲纳米二氧化硅的制备方法
CN108190929A (zh) 一种分散性优良的γ-Al2O3纳米粉体的制备方法
CN108821296A (zh) 一种介孔二氧化硅球形纳米颗粒的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190315

Termination date: 20200530

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee