一种磁性介孔碳材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及磁性介孔碳材料技术领域，尤其涉及一种磁性介孔碳材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着社会不断的发展，科技不断的进步，药物和个人护理用品类污染物是一种在环境介质中普遍存在的新型污染物，其中，抗生素和消炎药广泛应用于人类医疗和畜牧业，并通过人和动物的排泄物进入环境并造成污染，介孔碳因其发达的孔隙结构和大的比表面积而具有很强的吸附能力，因而在众多的吸附剂中占有重要位置。
3.磁性纳米材料利用铁表面的氧化还原作用释放出的电子可以有效分解多种有机、无机环境污染物，是绝佳的除污剂，但当其暴露在空气中时性质极不稳定，容易发生团聚，被氧化成高价氧化物而发生变质，从而导致磁性介孔碳材料吸附污染物的效果较差，不利于磁性介孔碳材料的使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中以下缺点，当磁性介孔碳材料暴露在空气中时性质极不稳定，容易发生团聚，被氧化成高价氧化物而发生变质，从而导致磁性介孔碳材料吸附污染物的效果较差，不利于磁性介孔碳材料的使用，而提出的一种磁性介孔碳材料及其制备方法和应用。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种磁性介孔碳材料，包括化学介孔碳、煤质颗粒介孔碳、椰壳介孔碳、纳米氧化锌、甲基纤维素以及滑石粉，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37-42份、所述煤质颗粒介孔碳36-41份、所述椰壳介孔碳46-51份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
7.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份、所述椰壳介孔碳46份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
8.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳38份、所述煤质颗粒介孔碳37份、所述椰壳介孔碳47份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
9.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳39份、所述煤质颗粒介孔碳38份、所述椰壳介孔碳48份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
10.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳40份、所述煤质颗粒介孔碳39份、所述椰壳介孔碳49份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
11.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳41份、所述煤质颗粒介孔碳40份、所述椰壳介孔碳50份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
12.优选的，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳42份、所述煤质颗粒介孔碳41份、所述椰壳介孔碳51份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。
13.一种磁性介孔碳材料，其制备方法如下：
14.s1：选取原料的重量配比处理：所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份、所述椰壳介孔碳46份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份；
15.s2：球磨处理：将前一步骤选用的所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份以及所述椰壳介孔碳46份投入到球磨机内进行球磨加工，磨碎成目数为510目的介孔碳粉；
16.s3：搅拌混合处理：将磨碎的介孔碳粉、纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份依次投入到搅拌机的内部进行搅拌，搅拌1个小时后，得到混合均匀的混合原料；
17.s4：加水混捏处理：将前一步骤所得的混合均匀的原料投入到混捏机的内部，并加入适量的蒸馏水，之后进行混捏处理50分钟，在混捏机中混捏成泥膏；
18.s5：真空泥练处理：将前一步骤形成的泥膏投入到真空泥练机的内部，在真空泥练机中泥练成均匀的塑化泥膏，并且过滤除去塑化泥膏中夹杂的大颗粒物质；
19.s6：挤压成型处理：将前一步骤所得的塑化泥膏投入到挤压成型机中，挤压加工后，得到磁性介孔碳材料的型材；
20.s7：干燥处理：将前一步骤得到的磁性介孔碳材料的型材进行晾干处理，使得型材的含水量少于2％；
21.s8：烧结处理：将前一步骤所得的型材放入炉中进行烧结，使用惰性气体作为保护气体，以3-5℃/min的升温速率加热至650-800℃，并在该温度下碳化2-3小时，升温速率为5-15℃/min，升温至750-850℃，活化水蒸气3-15小时，最终制成磁性介孔碳材料。
22.一种磁性介孔碳材料，其应用如下：
23.将磁性介孔碳吸附材料加入到含有抗生素或消炎药的液体中，调节ph为2.8-6.2，在16-36℃的条件下水浴振荡吸附，固液分离，磁性介孔碳吸附材料在水溶液中的添加量为0.25-0.35g/l，振荡吸附的时间为1.5-3.5h，并用磁铁进行固液分离，并用磁铁进行固液分离，抗生素或消炎药类污染物为土霉素或双氯芬酸钠。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.采用所使用的原料重量配比为：化学介孔碳39份、煤质颗粒介孔碳38份、椰壳介孔碳48份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份的原料，经过一系列的加工工序处理后，所制成的磁性介孔碳材料其性能：碘吸附值1105-1205mg/g，苯吸附值mg/g≥700，比表面
㎡
/g≥1800，ph值7-8，强度≥93，对细菌、病毒杀抑菌率可达99％，除臭率达99.5％，对甲醛、苯、氨、tvoc等有害物质分解率达98％，该制成的磁性介孔碳材料性能最佳，可以较好的和有毒有害物质亲密接触，使得磁性介孔碳材料吸附污染物的效果大大提高，有利于磁性介孔碳材料的使用。
具体实施方式
26.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.一种磁性介孔碳材料，包括化学介孔碳、煤质颗粒介孔碳、椰壳介孔碳、纳米氧化锌、甲基纤维素以及滑石粉，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳37-42份、煤质颗粒介孔碳36-41份、椰壳介孔碳46-51份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
28.实施例一
29.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳37份、煤质颗粒介孔碳36份、椰壳介孔碳46份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
30.实施例二
31.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳38份、煤质颗粒介孔碳37份、椰壳介孔碳47份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
32.实施例三
33.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳39份、煤质颗粒介孔碳38份、椰壳介孔碳48份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
34.实施例四
35.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳40份、煤质颗粒介孔碳39份、椰壳介孔碳49份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
36.实施例五
37.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳41份、煤质颗粒介孔碳40份、椰壳介孔碳50份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
38.实施例六
39.一种磁性介孔碳材料，所使用的原料重量配比为：化学介孔碳42份、煤质颗粒介孔碳41份、椰壳介孔碳51份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份。
40.根据上述任意实施例比例一种磁性介孔碳材料，其制备方法如下：
41.s1：选取一定的原料重量配比处理；
42.s2：球磨处理：将前一步骤选用的适量化学介孔碳、煤质颗粒介孔碳以及椰壳介孔碳投入到球磨机内进行球磨加工，磨碎成目数为510目的介孔碳粉；
43.s3：搅拌混合处理：将磨碎的介孔碳粉、纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份依次投入到搅拌机的内部进行搅拌，搅拌1个小时后，得到混合均匀的混合原料；
44.s4：加水混捏处理：将前一步骤所得的混合均匀的原料投入到混捏机的内部，并加入适量的蒸馏水，之后进行混捏处理50分钟，在混捏机中混捏成泥膏；
45.s5：真空泥练处理：将前一步骤形成的泥膏投入到真空泥练机的内部，在真空泥练机中泥练成均匀的塑化泥膏，并且过滤除去塑化泥膏中夹杂的大颗粒物质；
46.s6：挤压成型处理：将前一步骤所得的塑化泥膏投入到挤压成型机中，挤压加工后，得到磁性介孔碳材料的型材；
47.s7：干燥处理：将前一步骤得到的磁性介孔碳材料的型材进行晾干处理，使得型材
的含水量少于2％；
48.s8：烧结处理：将前一步骤所得的型材放入炉中进行烧结，使用惰性气体作为保护气体，以3-5℃/min的升温速率加热至650-800℃，并在该温度下碳化2-3小时，升温速率为5-15℃/min，升温至750-850℃，活化水蒸气3-15小时，最终制成磁性介孔碳材料。
49.通过制备方法制备得到的一种磁性介孔碳材料，其应用如下：
50.将磁性介孔碳吸附材料加入到含有抗生素或消炎药的液体中，调节ph为2.8-6.2，在16-36℃的条件下水浴振荡吸附，固液分离，磁性介孔碳吸附材料在水溶液中的添加量为0.25-0.35g/l，振荡吸附的时间为1.5-3.5h，并用磁铁进行固液分离，并用磁铁进行固液分离，抗生素或消炎药类污染物为土霉素或双氯芬酸钠
51.综上所述，采用所使用的原料重量配比为：化学介孔碳39份、煤质颗粒介孔碳38份、椰壳介孔碳48份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份的原料，经过一系列的加工工序处理后，所制成的磁性介孔碳材料其性能：碘吸附值1105-1205mg/g，苯吸附值mg/g≥700，比表面
㎡
/g≥1800，ph值7-8，强度≥93，对细菌、病毒杀抑菌率可达99％，除臭率达99.5％，对甲醛、苯、氨、tvoc等有害物质分解率达98％，该制成的磁性介孔碳材料性能最佳，可以较好的和有毒有害物质亲密接触，使得磁性介孔碳材料吸附污染物的效果大大提高，有利于磁性介孔碳材料的使用。
52.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种磁性介孔碳材料，包括化学介孔碳、煤质颗粒介孔碳、椰壳介孔碳、纳米氧化锌、甲基纤维素以及滑石粉，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37-42份、所述煤质颗粒介孔碳36-41份、所述椰壳介孔碳46-51份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。2.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份、所述椰壳介孔碳46份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。3.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳38份、所述煤质颗粒介孔碳37份、所述椰壳介孔碳47份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。4.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳39份、所述煤质颗粒介孔碳38份、所述椰壳介孔碳48份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。5.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳40份、所述煤质颗粒介孔碳39份、所述椰壳介孔碳49份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。6.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳41份、所述煤质颗粒介孔碳40份、所述椰壳介孔碳50份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。7.根据权利要求1所述的一种磁性介孔碳材料，其特征在于，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳42份、所述煤质颗粒介孔碳41份、所述椰壳介孔碳51份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。8.根据权利要求2所述的一种磁性介孔碳材料，其制备方法如下：s1：选取原料的重量配比处理：所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份、所述椰壳介孔碳46份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份；s2：球磨处理：将前一步骤选用的所述化学介孔碳37份、所述煤质颗粒介孔碳36份以及所述椰壳介孔碳46份投入到球磨机内进行球磨加工，磨碎成目数为510目的介孔碳粉；s3：搅拌混合处理：将磨碎的介孔碳粉、纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份依次投入到搅拌机的内部进行搅拌，搅拌1个小时后，得到混合均匀的混合原料；s4：加水混捏处理：将前一步骤所得的混合均匀的原料投入到混捏机的内部，并加入适量的蒸馏水，之后进行混捏处理50分钟，在混捏机中混捏成泥膏；s5：真空泥练处理：将前一步骤形成的泥膏投入到真空泥练机的内部，在真空泥练机中泥练成均匀的塑化泥膏，并且过滤除去塑化泥膏中夹杂的大颗粒物质；s6：挤压成型处理：将前一步骤所得的塑化泥膏投入到挤压成型机中，挤压加工后，得到磁性介孔碳材料的型材；s7：干燥处理：将前一步骤得到的磁性介孔碳材料的型材进行晾干处理，使得型材的含水量少于2％；
s8：烧结处理：将前一步骤所得的型材放入炉中进行烧结，使用惰性气体作为保护气体，以3-5℃/min的升温速率加热至650-800℃，并在该温度下碳化2-3小时，升温速率为5-15℃/min，升温至750-850℃，活化水蒸气3-15小时，最终制成磁性介孔碳材料。9.根据权利要求8所述制备方法制备得到的一种磁性介孔碳材料，其应用如下：将磁性介孔碳吸附材料加入到含有抗生素或消炎药的液体中，调节ph为2.8-6.2，在16-36℃的条件下水浴振荡吸附，固液分离，磁性介孔碳吸附材料在水溶液中的添加量为0.25-0.35g/l，振荡吸附的时间为1.5-3.5h，并用磁铁进行固液分离，并用磁铁进行固液分离，抗生素或消炎药类污染物为土霉素或双氯芬酸钠。

技术总结
本发明公开了一种磁性介孔碳材料，包括化学介孔碳、煤质颗粒介孔碳、椰壳介孔碳、纳米氧化锌、甲基纤维素以及滑石粉，所使用的原料重量配比为：所述化学介孔碳37-42份、所述煤质颗粒介孔碳36-41份、所述椰壳介孔碳46-51份，纯度为99％的所述纳米氧化锌4份，所述甲基纤维素2.2份，所述滑石粉2.2份。本发明采用化学介孔碳39份、煤质颗粒介孔碳38份、椰壳介孔碳48份，纯度为99％的纳米氧化锌4份，甲基纤维素2.2份，滑石粉2.2份制成的磁性介孔碳材料性能最佳，可以较好的和有毒有害物质亲密接触，使得磁性介孔碳材料吸附污染物的效果大大提高，有利于磁性介孔碳材料的使用。有利于磁性介孔碳材料的使用。


技术研发人员：林树 林鹂 江平 许泉 陈忠诚 陈建州
受保护的技术使用者：福建省鑫森炭业股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/23