强碱型阴离子活性炭吸附剂及其制备方法和应用.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103877935 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103877935 A (21)申请号 201410141726.7 (22)申请日 2014.04.10 B01J 20/20(2006.01) B01J 20/30(2006.01) B01J 41/18(2006.01) C02F 1/42(2006.01) A62D 9/00(2006.01) B01D 53/81(2006.01) (71)申请人 北京爱美客生物科技有限公司 地址 102200 北京市昌平区科技园区白浮泉 路 10 号北控科技大厦 4 层 416B 室 (72)发明人 简。

2、军 李睿智 (74)专利代理机构 天津市杰盈专利代理有限公 司 12207 代理人 王小静 (54) 发明名称 强碱型阴离子活性炭吸附剂及其制备方法和 应用 (57) 摘要 本发明涉及一种强碱型阴离子活性炭吸 附剂及其制备方法和应用。它是以弱碱性 AC-g-VAm 活性炭为母体， 通过季铵化反应， 在 活性炭结构中引入含季铵基团的强碱性阴离子 基团 ； 所述的季铵基团为 ： 2,3- 环氧丙基三甲 基氯化铵或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。所 述的活性炭中 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵季 铵 基 含 量 为 0.41055.2018mmol/g ； 或 活 性 炭 中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵季铵基。

3、含量为 0.55675.2217mmol/g。该类吸附剂既保留了活 性炭优异的吸附性能， 同时由于引入了强碱型阴 离子交换基团， 使该类吸附剂对酸性气体、 有毒气 体具有更高的清除及吸附效率。本发明涉及化学 毒气防护装置， 酸性有毒气体防护， 污水及废液处 理， 大气污染与防治等领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103877935 A CN 103877935 A 1/2 页 2 1. 一种强碱性阴离子基活性炭吸附剂， 其特。

4、征在于它是以活性炭为基体， 预辐照接枝 丙烯酰胺 （AAm） ， 经霍夫曼降解、 以及季铵化反应， 得到伯胺型 AC-g-VAm 活性炭， 再以弱碱 性基活性炭 （AC-g-VAm） 为母体， 硝酸铈铵为引发剂， 分别接枝 2,3- 环氧丙基三甲基氯化 铵 （ETA） 和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） ， 得到两种强碱性阴离子基活性炭吸附剂 ： AC-g-VAm-ETA 与 AC-g-VAm-DAC。 2. 根据权利要求 1 所述的强碱性阴离子基活性炭吸附剂， 其特征在于所述的强碱型阴 离子活性炭吸附剂中 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵季铵基含量为 0.41055.2018mmol/g 。

5、； 吸 附剂中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵季铵基含量为 0.55675.2217mmol/g。 3. 一种权利要求 1 所述的强碱性阴离子基活性炭吸附剂的制备方法， 其特征在于包括 的步骤 ： 1） 在空气气氛、 2025下， 采用 60Co 射线将活性炭以 2 kGy/h 的剂量率进行预 辐照 20kGy50kGy， 1025h 后于 -20冷冻储存， 再与硫酸亚铁铵、 丙烯酰胺的水溶液混合 ； 其中， 预辐照后的活性炭与丙烯酰胺单体质量比为 1:11:10， 丙烯酰胺单体浓度控制在 5%40%， 体积百分比 ； 硫酸亚铁铵浓度为 0.0110% ； 通氮气保护， 在 6080下进行接枝反 应 。

6、46h， 接枝活性炭在稀盐酸溶液中浸泡 1624h， 放入索氏提取器中用水提取 610h， 以去 除 AAm 单体及其均聚物 ； 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h， 得到接枝率 87%310% 的 AC-g-AAm 活性炭 ； 2） 室温 2025下将 AC-g-AAm 接枝活性炭置于水中保持 2448h， 在 -15 0下， 加 入计量的 NaOH 溶液和 NaClO 溶液反应 812h ； 其中， 酰胺基团与次氯酸钠物质的量之比为 1:0.54 ； 次氯酸钠与氢氧化钠的物质的量之比为 1:1050 ； 酰胺基团与氢氧化钠的物质的 量之比为 1:1050。

7、 ； 用 -50的甲醇将活性炭洗涤至中性， 放在 1012mol/L 盐酸中反应， 再水洗涤至中 性， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 20-24h， 可以得到降解率 2390%， 胺基交 换量为 0.275.54mmol/g 的 AC-g-VAm 活性炭 ； 3） 硝酸铈铵存在下， 以异丙醇作溶剂， 氮气保护， AC-g-VAm 活性炭与和 2,3- 环氧丙基 三甲基氯化铵 （ETA） 于6090回流反应10-12h ； 其中， 引发剂硝酸铈铵浓度为0.11mmol/ L， 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 的浓度为 1040%， AC-g-VAm 活性。

8、炭与 2,3- 环氧丙 基三甲基氯化铵 （ETA）的质量比为 1:11:10 ； 冷却室温， 产物分别用甲醇、 丙酮洗涤， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h ； 4） 室温下 AC-g-VAm 活性炭于水中保持 20-24h， 加入引发剂硝酸铈铵溶液 ； 其中， 引 发剂硝酸铈铵浓度为 1050mmol/L， 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的浓度为 1040%， AC-g-VAm 活性炭与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的质量比为 1:110 ； 氮气保护， 于 3070搅拌反应 46h ； 加入质量分数为 540% 的氢氧化钠溶液， 抽滤，。

9、 产物水洗至中性， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h。 4. 根据权利要求 3 所述的制备方法， 其特征在于 ： 步骤 1） 预辐照接枝反应条件为 ： 预 辐照后的活性炭与丙烯酰胺单体质量比为 1:11:10， 预辐照剂量 40kGy， 剂量率 2kGy/h， 预 辐照后的活性炭与丙烯酰胺单体质量比为 1:3， 丙烯酰胺单体浓度 20%， 硫酸亚铁铵浓度控 制在 0.25%， 70下反应 4h。 5. 根据权利要求 3 所述的制备方法， 其特征在于 ： 步骤 2）采用 NaOH 与 NaClO 对 权 利 要 求 书 CN 103877935 A 2 2/。

10、2 页 3 AC-g-AAm 活性炭进行 Hofmann 降解的条件为 ： 酰胺基团、 次氯酸钠与氢氧化钠的物质的量 之比为 1:1:25 时， 温度为 -82。 6. 根据权利要求 3 所述的制备方法， 其特征在于 ： 步骤 3） 中以 AC-g-VAm 活性炭为基 体， 硝酸铈铵为引发剂， 接枝 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 制备 AC-g-VAm-ETA 活性炭 的条件为 ： 60-100， 引发剂硝酸铈铵浓度为0.1-10 mmol/L， AC-g-VAm活性炭与2,3-环氧 丙基三甲基氯化铵 （ETA） 的质量比为 1:14， 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA）。

11、 的浓度为 1-50%， 反应时间 5-28h。 7. 根据权利要求 3 所述的制备方法， 其特征在于 ： 步骤 4） 中以 AC-g-VAm 活性炭为基 体， 硝酸铈铵为引发剂， 接枝丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 制备 AC-g-VAm-DAC 活性炭 的条件为 ： 20-60， 引发剂硝酸铈铵浓度为 5-50mmol/L， AC-g-VAm 活性炭与丙烯酰氧乙基 三甲基氯化铵 （DAC） 的质量比为 1:14， 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的浓度为 5-50%， 反应时间 2-10h， 反应后加入质量分数为 1-50% 的氢氧化钠溶液。 8. 权利要求 1 或 2 所述的。

12、强碱性阴离子交换活性炭应用于化学毒气防护装置、 污水及 废液处理、 大气污染与防治。 权 利 要 求 书 CN 103877935 A 3 1/5 页 4 强碱型阴离子活性炭吸附剂及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明涉及一种强碱型阴离子活性炭吸附剂及其制备方法和应用， 通过对活性炭 进行改性， 将强碱型离子交换基团引入到活性炭中， 制备得到同时具备吸附与解毒功能的 强碱型活性炭吸附剂。该类吸附剂既保留了活性炭优异的吸附性能， 同时由于引入了强碱 型阴离子交换基团， 使该类吸附剂对酸性气体、 有毒气体具有更高的清除及吸附效率。 本发 明涉及化学毒气防护装置， 酸性有毒气体防护， 污水及。

13、废液处理， 大气污染与防治等领域。 背景技术 0002 活性炭又称活性炭黑， 是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭在结构上由于 微晶碳是不规则排列， 在交叉连接之间有细孔， 在活化时会产生碳组织缺陷， 因此它是一种 多孔碳， 堆积密度低， 比表面积大。活性炭能有效吸附氯代烃、 有机磷和氨基甲酸酯类杀虫 剂， 还能吸附苯醚、 正硝基氯苯、 萘、 乙烯、 二甲苯酚、 苯酚、 双对氯苯基三氯乙烷 （DDT） 、 艾氏 剂、 烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。活性炭吸附法与其他处理方法联用， 出现了臭 氧 - 活性炭法、 混凝 - 吸附活性炭法、 Habberer 工艺、 活性炭 - 硅藻土法等， 。

14、使活性炭的吸 附周期明显延长， 用量减少， 处理效果和范围大幅度提高。 0003 根据吸附的原理， 可将吸附分为两大类 ： 物理吸附和化学吸附 ( 又称活性吸附 )。 在吸附过程中， 当吸附剂分子和被吸附分子之间的作用力是范德华力 ( 或静电引力 ) 时称 为物理吸附 ； 而当吸附剂分子和被吸附物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。一 般的活性炭的吸附主要是物理吸附。 物理吸附作用在吸附后并不改变污染物分子的化学结 构， 因此存在污染物解吸附的风险， 会对人体和环境再次造成伤害 ； 同样地， 在对已经吸附 了污染物的活性炭进行后处理时， 也存在污染物解吸附后对环境进行二次污染的风险。 00。

15、04 而常见的化学毒气， 如氮氧化物， 硫化氢， 二氧化硫， 氯气， 碳酰氯 （光气） ， 二氯二 乙硫醚 （芥子气） ， 甲氟膦酸异丙酯 （沙林毒气） 等， 可分为两类。一类为酸性气体， 可直接被 碱中和而生成完全无毒或基本无毒的化学物质如 ： 氮氧化物， 硫化氢， 二氧化硫， 氯气， 碳酰 氯 （光气） ； 另一类为可被碱分解的气体， 如二氯二乙硫醚可被碱水解成低毒的二羟基二乙 硫醚与盐酸盐， 而沙林毒气亦可被碱分解为无毒或低毒的单氟磷酸盐与异丙醇。虽然普通 的强碱型阴离子交换树脂可以达到分解这些毒气的目的， 但其对气体的吸附性能与活性炭 相比要逊色很多。而且制备活性碳的原料， 是可再生资。

16、源。随石油资源的不断枯竭和能源 危机的不断加剧， 建立在煤炭和石油炼制基础之上的传统化学工业， 势必要被绿色、 环保的 新型化学工业所代替。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种强碱型阴离子活性炭吸附剂及其制备方法和应用。 通 过对活性炭进行改性， 将强碱型离子交换基团引入到活性炭中。即在活性炭结构中引入含 季铵基团的强碱性阴离子基团。所述的季铵基团为 ： 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 或 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 。通过该方法， 可以制备得到强碱型阴离子活性炭吸附 说 明 书 CN 103877935 A 4 2/5 页 5 剂。 该类吸附剂既保留了活性炭本。

17、身优良的吸附性能， 同时增加了强碱型阴离子交换基团， 使该类吸附剂对酸性气体或酸性溶液具有更高的吸附效率。本发明涉及化学毒气防护装 置， 污水及废液处理， 大气污染与防治等领域。 0006 本发明提供的强碱型阴离子活性炭吸附剂是以活性炭 （AC） 为基体， 预辐照接枝 丙烯酰胺 （AAm） ， 经霍夫曼 （Hofmann）降解、 以及季铵化反应， 得到伯胺型 AC-g-VAm 活性 炭， 再以弱碱性基活性炭 （AC-g-VAm）为母体， 硝酸铈铵为引发剂， 分别接枝 2,3- 环氧丙 基三甲基氯化铵 （ETA） 和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） ， 制造了两种强碱性基活性炭 （AC-g-。

18、VAm-ETA 与 AC-g-VAm-DAC） 。 0007 所述的强碱型阴离子活性炭吸附剂中 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵季铵基含量 为 0.41055.2018mmol/g（干活性炭） ； 吸附剂中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵季铵基含量为 0.55675.2217mmol/g（干活性炭） 。 0008 本发明提供的强碱型阴离子活性炭吸附剂的制备方法包括的步骤 ： 1） 在空气气氛、 2025下， 采用 60Co 射线将活性炭 （Active Carbon, AC） 以2kGy/ h 的剂量率进行预辐照 20kGy50kGy（1025h） 后于 -20冷冻储存。接枝反应与硫酸亚 铁铵 （Moh。

19、r s 盐） 、 丙烯酰胺 （AAm） 的水溶液混合后进行。其中， 预辐照后的活性炭与丙烯 酰胺单体质量比为 1:11:10， 丙烯酰胺单体浓度 （体积百分比） 控制在 5%40%， 硫酸亚铁铵 （Mohr s 盐） 浓度为 0.0110%。通氮气保护， 在 6080下进行接枝反应 46h， 接枝活性炭 在稀盐酸溶液中浸泡 1624h， 放入索氏提取器中用水提取 610h， 以去除 AAm 单体及其均 聚物。在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h， 可以得到接枝率 87%310% 的 AC-g-AAm 接枝活性炭。 0009 可选择地， 在空气气氛、 2025下。

20、用 射线预辐照接枝反应制备 AC-g-AAm 的最 优选条件为 ： 预辐照后的活性炭与丙烯酰胺单体质量比为 1:11:10， 预辐照剂量 40kGy， 剂 量率 2kGy/h， 预辐照后的活性炭与丙烯酰胺单体质量比为 1:3， 丙烯酰胺单体浓度 20%， 硫 酸亚铁铵浓度控制在 0.25%， 70下反应 4h， 接枝率可以达到 220%， 即接枝活性炭上酰胺基 最大含量为 4.67mmol/g。 0010 2）室 温 2025 下 将 AC-g-AAm 接 枝 活 性 炭 置 于 水 中 充 分 溶 涨 2448h， 在 -15 0下， 加入计量的 NaOH 溶液和 NaClO 溶液反应 81。

21、2h。其中， 酰胺基团与次氯酸 钠物质的量之比为 1:0.54 ； 次氯酸钠与氢氧化钠的物质的量之比为 1:1050 ； 酰胺基团与 氢氧化钠的物质的量之比为 1:1050。 0011 用 -50的甲醇将活性炭洗涤至中性， 放在 1012mol/L 盐酸中反应， 再水洗涤至 中性， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 20-24h， 可以得到降解率 2390%， 胺基 交换量为 0.275.54mmol/g 的 AC-g-VAm 活性炭。 0012 本发明采用NaOH与NaClO对AC-g-AAm活性炭进行Hofmann降解的最优选条件为 ： 酰胺基团、 次氯酸钠与氢氧。

22、化钠的物质的量之比为 1:1:25 时， 温度为 -82， 在此设计范 围内， 可以得到最大降解率 90%， 最大胺基交换量为 4.54mmol/g 的 AC-g-VAm 活性炭。 0013 3） 硝酸铈铵存在下， 以异丙醇作溶剂， 氮气保护， AC-g-VAm 活性炭与和 2,3- 环 氧丙基三甲基氯化铵 （ETA）于 6090回流反应 10-12h。其中， 引发剂硝酸铈铵浓度 为 0.11mmol/L， 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA）的浓度为 1040%， AC-g-VAm 活性炭 与 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA）的质量比为 1:11:10。冷却室温， 产物分别用。

23、甲 说 明 书 CN 103877935 A 5 3/5 页 6 醇、 丙酮洗涤， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h， 得到季铵基含量为 0.41055.2018mmol/g（干活性炭） 的 AC-g-VAm-ETA 活性炭。 0014 可选择地， 本发明中以 AC-g-VAm 活性炭为基体， 硝酸铈铵为引发剂， 接枝 2,3- 环 氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 制备 AC-g-VAm-ETA 活性炭的最优选条件为 ： 60-100， 引发剂 硝酸铈铵浓度为 0.1-10 mmol/L， AC-g-VAm 活性炭与 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ET。

24、A） 的 质量比为 1:14， 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 的浓度为 1-50%， 反应时间 5-28h， 得到 AC-g-VAm-ETA 活性炭的强碱基团含量 0.41055.2018mmol/g。 0015 4）室温下 AC-g-VAm 活性炭于水中充分溶涨 20-24h， 加入引发剂硝酸铈铵溶 液。其中， 引发剂硝酸铈铵浓度为 1050mmol/L， 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的浓 度为 1040%， AC-g-VAm 活性炭与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的质量比为 1:110。 氮气保护， 于 3070搅拌反应 46h。加入质量分数为 540% 的。

25、氢氧化钠溶液， 抽滤， 产 物水洗至中性， 在 5060， -0.07-0.09MPa 条件下真空干燥 2024h， 得到季铵基含量为 0.55675.2217mmol/g（干活性炭） AC-g-VAm-DAC 活性炭。 0016 可选择地， 本发明中以 AC-g-VAm 活性炭为基体， 硝酸铈铵为引发剂， 接枝丙烯酰 氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 制备 AC-g-VAm-DAC 活性炭的最优选条件为 ： 20-60， 引发剂 硝酸铈铵浓度为 5-50mmol/L， AC-g-VAm 活性炭与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） 的质 量比为 1:14， 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC）。

26、 的浓度为 5-50%， 反应时间 2-10h， 反应 后加入质量分数为 1-50% 的氢氧化钠溶液， 得到的 AC-g-VAm-ETA 活性炭的强碱基团含量 0.55675.2217mmol/g。 0017 本发明以活性炭 （AC）为基体， 预辐照接枝丙烯酰胺 （AAm） ， 经 Hofmann 降解后 得到伯胺型 AC-g-VAm 活性炭， 再以弱碱性基活性炭 （AC-g-VAm） 为母体， 硝酸铈铵为引发 剂， 分别接枝 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 （DAC） ， 制造了两种强碱性基活性炭 （AC-g-VAm-ETA 与 AC-g-VAm-DAC。

27、） ， 强碱基团含量分别为 0.41055.2018mmol/g（干活性炭） 与 0.55675.2217mmol/g（干活性炭） 。 0018 本发明提供的强碱型阴离子活性炭吸附剂可直接应用于化学毒气防护装置， 用于 酸性有毒气体的防护， 污水及废液处理， 大气污染的防治。 0019 本发明中制备得到的强碱性基活性炭吸附剂， 不仅保留了活性炭优良的吸附性 能， 同时将强碱型基团引入到活性炭体系中， 使该类吸附剂对酸性气体或酸性溶液进行吸 附的同时， 并能够将被吸附的酸性有害物质进行分解， 可以有效防止有毒物质在解吸附过 程对环境的二次污染， 可应用于化学毒气防护装置， 还包括污水及废液处理，。

28、 大气污染与防 治等领域。本发明制备方法简单， 得到的强碱性基活性炭吸附剂吸附能力强， 应用广泛。 0020 附图说明 0021 图 1 为 AC-g-VAm 活性炭， AC-g-VAm-ETA 活性炭， AC-g-VAm-DAC 活性炭的 FT-IR 对 比图谱。 0022 具体实施方式 说 明 书 CN 103877935 A 6 4/5 页 7 0023 以下通过实施例对本发明作进一步的详细说明， 这并不限制本发明的保护范围。 0024 实施例 1 ： 预辐照法制备 AC-g-AAm 采用 60Co 射线预辐照法， 将活性炭 （AC） 放置在样品袋中， 以 2kGy/h 的剂量率进行 预。

29、辐照 40kGy 后取出并放入干燥器中， 储存于冰箱中的冷冻室备用。50mL 试管中定量加入 20ml 溶液， 其中硫酸亚铁铵 （Mohr s 盐） 浓度为 0.25%、 AAm 浓度为 20%、 经预辐照的 AC 活 性炭 1.6g， 通氮气 10min。放入恒温槽中 70反应 4h， 取出接枝活性炭在稀盐酸溶液中浸 泡 24h， 放入索氏提取器中用水提取 6h， 以去除 AAm 单体及其均聚物。在 60， -0.09MPa 条 件下真空干燥 24h。称重后， 按照公式 1 计算接枝率。 0025 （公式 1） 其中， G 为接枝率， % ； W0 接枝前试样干重， g ； Wg 接枝后试样。

30、干重， g。 0026 通过上式计算， 所得的 AC-g-AAm 活性炭接枝率为 220%， 即活性炭上酰胺基团含量 为 4.67mmol/g（干活性炭） 。 0027 实施例 2 ： Hofmann 降解制备 AC-g-VAm 活性炭 将 5g AC-g-AAm 接枝活性炭置于 250ml 锥形瓶中， 加入 150ml 的去离子水， 25下放置 24h。反应在 -15 0进行， 按照酰胺基团 (P-CONH2)、 次氯酸钠 (ClO-) 与氢氧化钠 (OH-) 的物质的量之比为 1:1:25 加入 NaOH 溶液和 NaClO 溶液， 反应 10h。然后将活性炭转移至 200ml 离子交换柱。

31、 （带有夹套， 并通入 -11冰盐水） 中， 用 -50甲醇 500ml 将活性炭洗 涤至中性， 加入 12mol/L 盐酸 500ml， 放出 CO2气体。以去离子水 1000ml 洗涤至中性， 在 60， -0.09MPa 条件下真空干燥 24h， 得到降解产物 AC-g-VAm 活性炭。可通过以下方法测 定活性炭的伯胺基交换量 ： 用 pH=1214 的 NaOH 水溶液预处理 AC-g-VAm 活性炭样品， 使活性炭上胺基去质子化 ； 再用去离子水 1000ml 洗涤至中性， 在 60， -0.09MPa 条件下真空干燥 24h。 0028 用减量法称取经预处理的 AC-g-VAm 活。

32、性炭样品。每份样品约 2.0g （精确至 1mg） ， 置于干燥的具塞锥形瓶中 ； 用移液管吸取 100mL 0.1mol/L 盐酸标准溶液， 分别加至 250ml 锥形瓶中， 摇匀， 将瓶塞盖严， 放置于 40水浴中， 浸泡 2h， 取出后冷却至 25。用移液管 取 25mL 浸泡液置于洁净的 250ml 锥形瓶中， 加入 50mL 去离子水和 0.05ml 酚酞指示液， 用 0.1mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定至微红色保持 15s 不褪色， 即为终点。 0029 阴离子交换活性炭湿基全交换容量按公式 2 计算 ： （公式 2） 其中， E1阴离子交换活性炭湿基全交换容量， meq/g ；。

33、 N1盐酸标准溶液的浓度， mol/ L ； N2氢氧化钠标准溶液的浓度， mol/L ； 100盐酸标准溶液的用量， mL ； V1滴定浸泡液 消耗的氢氧化钠标准溶液的体积， mL ； m1活性炭样品的质量， g ； 阴离子交换活性炭干基交换容量按公式 3 计算 ： （公式 3） 式中 ： Q1阴离子交换树脂全交换容量， meq/g ； E1阴离子交换树脂湿基全交换容量， 说 明 书 CN 103877935 A 7 5/5 页 8 meq/g ； X树脂样品的含水量， % ； 经计算， 该活性炭上丙烯酰胺最大降解率为 90%， 即活性炭的胺基交换量为 4.54mmol/ g（干活性炭） 。。

34、 0030 实施例 3 ： 接枝 ETA 制备 AC-g-VAm-ETA 活性炭 先将 2.63g 硝酸铈铵溶于 60ml 1mol/L 的硝酸溶液中得到引发剂溶液。在装有搅拌器 和回流冷凝器的 250ml 三颈瓶中， 加入 100ml 异丙醇作溶剂， 再加入 5g AC-g-VAm 活性炭， 通氮气， 依次加入硝酸铈铵溶液和 2， 3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） ， 体系总体积 100ml， 硝酸铈铵浓度 0.75mmol/L， 2,3- 环氧丙基三甲基氯化铵 （ETA） 浓度 20%， 升温至 80， 搅拌 反应 12h。反应物冷却至 25后， 依次用甲醇、 丙酮各 300ml 洗。

35、涤， 在 60， -0.09MPa 条件 下真空干燥 24h， 得 AC-g-VAm-ETA 活性炭。该活性炭强碱基团含量为 3.1018mmol/g（干活 性炭） 。 测定活性炭强碱基团含量的方法参照GB/T 11992-89，“氯型强碱性阴离子交换树脂 交换容量测定方法” 。 0031 实施例 4 ： 接枝 DAC 制备 AC-g-VAm-DAC 活性炭 先将2.63g硝酸铈铵溶于60ml 1M的硝酸溶液中得到引发剂溶液。 再称取5g AC-g-VAm 活性炭在25水中溶胀24h， 然后转移至250ml三口瓶中， 再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化 铵 （DAC） 和引发剂溶液， 体系总体积 1。

36、00ml， 硝酸铈铵浓度 25mmol/L， 丙烯酰氧乙基三甲基 氯化铵 （DAC） 浓度 20%， 在氮气保护下升温至 50， 搅拌反应 5h。停止反应， 加入 20ml 20 氢氧化钠溶液， 抽滤， 并用 500ml 蒸馏水洗至中性， 在 60， -0.09MPa 条件下真空干燥 24h， 得 AC-g-VAm-DAC 活性炭。该活性炭强碱基团含量为 3.0217mmol/g （干活性炭） 。测定活性 炭强碱基团含量的方法参照 GB/T 11992-89，“氯型强碱性阴离子交换树脂交换容量测定方 法” 。 0032 实施例 5 ： 强碱型阴离子活性炭吸附剂对硫化氢的吸附测试 实验采用1mo。

37、l/L硫化钠溶液与1mol/L稀硫酸制备硫化氢气体， 硫化氢气体经CaCl2干 燥后通入装有活性炭吸附剂的吸附柱内反应， 实验中采用气相色谱仪检测硫化氢的进出口 浓度， 尾气用氢氧化钠吸收， 用对氨基二甲基苯胺法测定吸收液在不同时间内 S2-的分光光 度值， 以此计算尾气硫化氢的浓度。 （实验过程参考 ： 刘孝坤等， 活性炭的改性条件及其对硫 化氢吸附性能的影响， 化工进展， 2012， 21(3)， 676-680） 分别称取已完全烘干的未改性活性炭， AC-g-VAm-DAC 活性炭与 AC-g-VAm-ETA 活性炭 35g， 分别用10mL去离子水浸润30min后装入吸附柱内进行硫化氢。

38、吸附实验， 设定反应条件 为 ： 实验温度25， 进口处硫化氢气体浓度为7001000 mg/m3， 曝气量为0.3 L/min， 穿透 时间取硫化氢去除率为 50% 时的反应时间。 0033 经实验检测， 硫化氢在未改性活性炭的穿透时间为 400min， 吸附容量为 4.8mg/g （干活性炭） ； 硫化氢在 AC-g-VAm-DAC 活性炭的穿透时间为 1000min 左右， 吸附容量为 47mg/ g（干活性炭） ； 硫化氢在 AC-g-VAm-ETA 活性炭的穿透时间为 1100min 左右， 吸附容量为 54mg/g（干活性炭） 。 0034 由此可见， 本发明中的强碱型阴离子活性炭吸附剂对硫化氢气体的穿透时间较普 通活性炭延长了 2.5 倍以上， 而对硫化氢的吸附容量则比普通活性炭高出将近 10 倍。 说 明 书 CN 103877935 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103877935 A 9 。