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1、第17卷第1期新 型 炭 材 料Vol.17No.12002年3月NEWCARBONMATERIALSMar.2002文章編號:100728827(2002)0120045204磁性椰殼活性炭的合成研究劉守新, 孫承林(中國科學院大連化學物理研究所,遼寧大連 116023)摘 要:根據(jù)表面活性劑特殊的分子結(jié)構(gòu),以順磁性材料為磁核,在其表面先后覆蓋內(nèi)層、外層兩層表面活性劑的單分子膜,合成磁化劑。依靠磁化劑外層單分子膜親水基團的作用使磁化劑與椰殼活性炭鍵合在一起,活性炭因此被賦予磁性。通過對磁化劑用量、pH值、活化劑等因素對椰殼磁性活性炭磁化率影響的研究。確定了椰殼磁性活性炭的最佳合成條件為
2、:MR220為磁化劑、pH值為1.8～2.4、在60℃時加入適當無機鹽類活化劑。椰殼磁性活性炭的物理性質(zhì)隨其磁化率的改變而改變。關(guān)鍵詞:椰殼活性炭;磁核;表面活性劑;磁化劑;磁性椰殼活性炭+中圖分類號:TQ424.15文獻標識碼:A1 前言人也在這一領域做了大量工作,但收獲較少。椰殼活性炭由于其原料易得,性能優(yōu)異,在很多 作為一種重要的工業(yè)原料,活性炭由于其本身領域是其它木質(zhì)炭、煤質(zhì)炭等無法替代的?；谶@所具有顯著的吸附性能、巨大的比表面積、發(fā)達的孔一原由,本研究合成了高吸附性、大比表面積的椰殼隙結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學性質(zhì)在冶金、醫(yī)藥、食品及環(huán)保磁性活性炭。領域得到日益廣泛的應用。但在活性炭
3、的實際應用領域中仍然存在許多問題,如活性炭的分離問題。2 實驗傳統(tǒng)的分離方法只能采用過濾法,但這種方法容易2.1 椰殼活性炭的性質(zhì)引起篩網(wǎng)堵塞或活性炭的流失。與過濾法相比,磁選用唐山建新活性炭有限公司生產(chǎn)的JX201椰選分離具有省時、價廉、安全、質(zhì)高的優(yōu)點。對活性殼黃金炭為原料,其理化指標如下:炭來說,其本身磁化率非常小,不適于磁分離。因-63-1此,磁性活性炭的研制成為當今各國該領域?qū)W者的磁化率κP10cm·g0.6071關(guān)注熱點。中國、日本、美國的一些研究人員在這方強 度WP%98面做了大量工作,但均未得到滿意效果。1990年,水 分WP%4.29中國唐山建新活性炭公司以粘結(jié)法生產(chǎn)出
4、磁性活性灰 分WP%0.76-1炭,但由于粘結(jié)劑的使用,使活性炭的吸附性能大大碘 值WPmg·g1045降低。1991年,中國科學院金屬研究所王崇琳制得鐵含量WP%0.10磁性活性炭的方法為:將活性炭浸入到含鐵、鈷、鎳氯含量WP%0.02的鹽溶液中,然后再將其浸入到草酸銨溶液中,最后酸溶物WP%2.47再將其于600℃～1200℃下通入H2、N2進行磁化處 這里,活性炭的磁化率測定采用復旦大學教研[1,2]理。但是由于此種方法需高溫、高壓、成本昂貴。儀器廠生產(chǎn)的H2900型古依磁天平,測試電流強度另外,磁性活性炭中由于大量金屬鹽的滲入,金屬含為0A、0.5A、1.0A、1.5A;活性炭
5、的強度、灰分、水量過高、吸附性能大大降低。1992年,Zto,Takeo通分、碘值、鐵含量、氯含量、酸溶物含量依據(jù)GBPT過將活性炭與乳膠、CMC和水的混合物一起壓成片12496.1212496.22290《木質(zhì)活性炭檢驗方法》進行測[3]狀而制得磁性活性炭。1988年～1996年間美國定。收稿日期:2001206228;修回日期:2002201217基金項目:黑龍江省青年科學基金作者簡介:劉守新(19722),男,遼寧朝陽人,在讀博士生,助理研究員,主要從事活性炭再生工藝與設備、特種活性炭、多相光催化領域的研究。E2mail:liushouxin@0451.com?1995-2006T
6、singhuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·46·新 型 炭 材 料第17卷2.2 磁化劑合成原理磁性粒子,然后水洗以沖掉剩余鹽類,最后約得磁化劑由磁性物質(zhì)(諸如:磁鐵礦、赤鐵礦、鐵酸2.7g磁性顆粒。再將所得的2.7g沉淀溶于10mL鹽、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦,含鐵鎳的合金等)和內(nèi)外兩水中,然后向其中加入0.6g十二烷基硫酸鈉,并加層表面活性劑的單分子膜構(gòu)成。表面活性劑的官能入5滴5molPL的氫氧化鈉,將此混合物92℃恒溫團可以與磁性材料和其它物質(zhì)相互作用,在適當?shù)?0min,以使十二烷基硫酸鈉充分吸附于磁性粒子條件下,表面活
7、性劑可以起到類似橋梁的聯(lián)接作表面。反應之后以1molPL的鹽酸調(diào)節(jié)其pH到7.0。[426]用。亦即磁化劑為由表面活性劑和磁性材料組然后以磁鐵收集固體顆粒,其余液體棄掉,然后水洗[7]成,能夠與其他物質(zhì)鍵合并賦予其磁性的物質(zhì)。收集到的固體顆粒,最后向其中加入0.5g的異丁基[8]磁化劑在水中的理想狀態(tài)如圖1所示。三聚磷酸鈉和水共10mL,制得目標產(chǎn)物—磁化劑。2.4 椰殼磁性活性炭的合成水洗椰殼活性炭,然后將其置于0.02molPL
