Способ получения модифицированного активного угля

 

Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов. Предложен способ модификации активного угля последовательной двустадийной обработкой раствором пероксида водорода с концентрацией 36 и 10%. Способ позволяет обеспечить высокую сорбционную емкость по отношению к специфически взаимодействующим с поверхностью сорбента полярным соединениям. 3 табл.

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для получения модифицированных активных углей (МАУ), применяемых в водоочистке, химической и фармацевтической промышленности.

Известен способ получения МАУ, включающий пропитку углей водой или раствором соляной кислоты с концентрацией 1-4 вес.% при соотношении суммарного объема пор угля и воды или кислоты 1,0-(0,7-1,0), а затем обработку угля 9-15% раствором термореактивной смолы в фурфуроле при весовом соотношении угля и раствора 1,0-(0,35-0,68), выдерживание до сыпучести и термообработку со скоростью подъема температуры 450-900 град/ч до 700-900°С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,2-0,5 ч (патент №2175885, Россия, МПК⁷ B 01 J 20/20, С 01 В 31/08, опубл. 20.11.2001).

Однако этот способ связан с большим расходом реагентов, затратами электроэнергии на термообработку, а также характеризуется длительностью процесса модификации и высокой токсичностью используемых реагентов.

Наиболее близким является способ получения МАУ, при котором гранулированный активный уголь (АУ) пропитывают насыщенным раствором роданистого аммония, роданистого калия или мочевины, выдерживают 5-6 ч и подвергают термообработке при температуре 310-370°С в течение 2,5-3 ч (патент №2089496, Россия, МПК⁶ С 01 В 31/08, опубл. 10.09.1997).

Недостатком данного способа является необходимость затрат электроэнергии на термообработку и выделение при прогреве углей токсичных оксидов азота и серы.

Целью настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости активных углей по отношению к специфически взаимодействующим с поверхностью полярным соединениям, исключение расхода электроэнергии и токсичных отходов.

Поставленная цель достигается последовательной двустадийной обработкой АУ пероксидом водорода с концентрацией 36% (соотношение угля и пероксида водорода 1:1,3) в течение 2,5 ч и 10% раствором пероксида водорода (соотношение АУ:пероксид водорода - 1:3) в течение 1,5 ч. Способ осуществляется на первом этапе смачиванием активного угля 36% раствором пероксида водорода при соотношении 1,3 дм³ реагента на 1 кг активного угля. После прекращения газовыделения уголь обрабатывают 10% раствором пероксида водорода при соотношении 3 дм³ реагента на 1 кг активного угля и выдерживают до прекращения газовыделения. Затем уголь сушат на воздухе при комнатной температуре.

Пример 1

АУ обрабатывали пероксидом водорода (36%) при соотношении угля и пероксида водорода 1:1; 1:1,3 и 1:1,5 до окончания газовыделения. Затем уголь сушили при комнатной температуре и осуществляли адсорбцию из водных растворов в статических условиях ε-капролактама с концентрацией 0,8-9,0 ммоль/дм³ и пиридина с концентрацией 2,5·10^-3-45 ммоль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 1.

Пример 2

АУ обрабатывали 10; 25 и 36% раствором пероксида водорода при соотношении угля и пероксида водорода 1:1,3 до окончания газовыделения. Затем уголь сушили при комнатной температуре и осуществляли адсорбцию из водных растворов в статических условиях ε-капролактама с концентрацией 0,8-9,0 ммоль/дм³ и пиридина с концентрацией 2,5·10^-3-45 ммоль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 2.

Пример 3

АУ подвергали последовательной обработке 36% пероксидом водорода при соотношении угля и реагента 1:1,3 в течение 2,5 ч и 10% раствором пероксида водорода при соотношении АУ:пероксид водорода 1:1, 1:2, 1:3 и 1:4 до окончания газовыделения. Затем уголь сушили при комнатной температуре и осуществляли адсорбцию из водных растворов в статических условиях ε-капролактама с концентрацией 0,8-9,0 ммоль/дм³ и пиридина с концентрацией 2,5·10^-3-45 ммоль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 3.

В результате проведенных исследований были выбраны следующие условия модификации: двустадийная последовательная обработка активных углей раствором пероксида водорода с концентрацией 36% (соотношение АУ:реагент 1:1,3) в течение 2,5 ч и 10% (соотношение АУ:реагент 1:1,3) в течение 1,5 ч с последующей сушкой при комнатной температуре.

Формула изобретения

Способ получения модифицированных активных углей путем обработки растворами химических реагентов, отличающийся тем, что активные угли (АУ) подвергают двустадийной обработке 36% пероксидом водорода при соотношении АУ: реагент - 1:1,3 в течение 2,5 ч и затем 10%-ным раствором пероксида водорода при соотношении АУ: реагент - 1:3 в течение 1,5 ч с последующей сушкой на воздухе.