本發(fā)明公開(kāi)了一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數(shù)的原料：80?100份炭材料前驅(qū)體，1?5份軟模板劑，1?5份硬模板劑，0.1?1份表面活性劑及100?150份溶劑，本發(fā)明在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。本發(fā)明還提供了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先將炭材料前驅(qū)體進(jìn)行表面修飾，降低其表面應(yīng)力，更利于與軟模板劑和硬模板劑的表面附著，制得的孔徑更加規(guī)則有序。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：80-100份炭材料前驅(qū)體，1-5份軟模板劑，1-5份硬模板劑，0.1-1份表面活性劑及100-150份溶劑。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的軟模板劑為兩親性聚合物;所述的硬模板劑為二氧化硅或氧化鋁。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的炭材料前驅(qū)體為蔗糖、糠醇和酚醛樹(shù)脂的一種或多種混合物。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的表面活性劑為季銨化合物。

　　5.一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

　　步驟一：將表面活性劑與溶劑混合均勻，制得表面活性劑溶液，將炭材料前驅(qū)體浸漬在表面活性劑溶液中，得改性炭材料前驅(qū)體;

　　步驟二：將改性炭材料前驅(qū)體與硬模板劑先進(jìn)行第一次混合反應(yīng)，然后繼續(xù)加入軟模板劑進(jìn)行第二次混合反應(yīng)，反應(yīng)完成后過(guò)濾制得炭材料預(yù)制體;

　　步驟三：將炭材料預(yù)制體進(jìn)行煅燒，煅燒后洗滌制得多孔炭材料。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟一中，浸漬時(shí)間為20-40min。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中，第一次混合反應(yīng)在60-100℃下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2-4h，第二次混合反應(yīng)在150-180℃下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2-4h。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟三中，煅燒溫度為600-900℃，煅燒時(shí)間為1-2h。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，在步驟三中還包括有附加步驟，附加步驟具體是在煅燒之前將炭材料預(yù)制體加入氫氧化鉀溶液中活化1-3h，然后將溶液蒸干，蒸干后取出炭材料預(yù)制體。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，氫氧化鉀溶液的濃度為1-5g/L。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水處理材料領(lǐng)域，具體涉及一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)達(dá)，環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重，其中，水污染需要對(duì)其進(jìn)行污水處理，污水處理是指為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對(duì)其進(jìn)行凈化的過(guò)程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，也越來(lái)越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。

　　污水處理的方法有很多，其中的物理吸附法較為經(jīng)濟(jì)方便，而物理吸附法中的吸附材料，水處理效果不佳。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

　　一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數(shù)的原料：80-100份炭材料前驅(qū)體，1-5份軟模板劑，1-5份硬模板劑，0.1-1份表面活性劑以及100-150份溶劑。

　　優(yōu)選的，所述的軟模板劑為兩親性聚合物;

　　所述的硬模板劑為二氧化硅或氧化鋁。

　　優(yōu)選的，所述的炭材料前驅(qū)體為蔗糖、糠醇和酚醛樹(shù)脂的一種或多種混合物。

　　優(yōu)選的，所述的表面活性劑為季銨化合物。

　　本發(fā)明還公開(kāi)了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，包含以下步驟：

　　步驟一：將表面活性劑與溶劑混合均勻，制得表面活性劑溶液，將炭材料前驅(qū)體浸漬在表面活性劑溶液中，得改性炭材料前驅(qū)體;

　　步驟二：將改性炭材料前驅(qū)體與硬模板劑先進(jìn)行第一次混合反應(yīng)，然后繼續(xù)加入軟模板劑進(jìn)行第二次混合反應(yīng)，反應(yīng)完成后過(guò)濾制得炭材料預(yù)制體;

　　步驟三：將炭材料預(yù)制體進(jìn)行煅燒，煅燒后洗滌制得多孔炭材料。

　　優(yōu)選的，所述的步驟一中，浸漬時(shí)間為20-40min。

　　優(yōu)選的，所述的步驟二中，第一次混合反應(yīng)在60-100℃下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2-4h，第二次混合反應(yīng)在150-180℃下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間為2-4h。

　　優(yōu)選的，所述的步驟三中，煅燒溫度為600-900℃，煅燒時(shí)間為1-2h。

　　優(yōu)選的，在步驟三中還包括有附加步驟，附加步驟具體是在煅燒之前將炭材料預(yù)制體加入氫氧化鉀溶液中活化1-3h，然后將溶液蒸干，蒸干后取出炭材料預(yù)制體。

　　優(yōu)選的，氫氧化鉀溶液的濃度為1-5g/L。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　(1)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料，采用軟模板劑和硬模板劑，其中軟模板劑與與炭材料前軀體在有機(jī)相或水相中通過(guò)氫鍵等作用進(jìn)行有機(jī)-有機(jī)自組裝得到復(fù)合納米膠束，然后固化前軀體形成三維交聯(lián)的剛性結(jié)構(gòu)，最后炭化可得到有序的介孔炭材料，也就是說(shuō)軟模板法是依靠分子間或分子內(nèi)的弱相互作用來(lái)維系模板，從而形成不同空間結(jié)構(gòu)特征的聚集體，但是軟模板制得的孔道容易變形坍塌;因此，在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，可以有效防止孔道的坍塌，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。

　　(2)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先將炭材料前驅(qū)體進(jìn)行表面修飾，降低其表面應(yīng)力，更利于與軟模板劑和硬模板劑的表面附著，制得的孔徑更加規(guī)則有序。

　　(3)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先與硬模板劑合成，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的硬框架炭材料預(yù)制體，然后繼續(xù)加入軟模板劑在硬框架內(nèi)部繼續(xù)形成聚合物的有序軟形態(tài)的多級(jí)孔徑炭材料預(yù)制體，煅燒后得到多孔炭材料。

　　(4)本發(fā)明在體系中加入季銨化合物，使炭材料前驅(qū)體能成功包覆到硬模板劑的表面，同時(shí)季銨化合物的存在還會(huì)在炭材料中的孔道引入氨基，由于氨基與金屬離子有較強(qiáng)的絡(luò)合作用，極大提高了多孔碳的吸附能力，有助于其吸附重金屬離子。

　　(5)本發(fā)明通過(guò)KOH活化炭材料，在活化過(guò)程中KOH自身脫水，對(duì)炭材料前驅(qū)體發(fā)生消碳反應(yīng)，增加了比表面積，使其對(duì)重金屬離子的吸附效果進(jìn)一步增強(qiáng)。