[0001]
本发明涉及一种碳量子点改性活性炭重金属吸附材料的制备方法。
背景技术：
[0002]
目前对于重金属污染废水的处理方法主要有：化学沉积法、电化学法、膜过滤法以及吸附法，这类方法中各类方法都有其优缺点，都会带来环境污染问题。吸附法在重金属废物处理技术中具有操作简单、无二次污染、吸附效率高的特点，但也具有成本高、寿命短的缺点。活性炭作为一种吸附剂，单一作用时在选择吸附性上效果较差，所以需要将活性炭与其余材料复合形成新材料提升性能。
技术实现要素：
[0003]
为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种碳量子点改性活性炭重金属吸附材料的制备方法，本发明制备而成的碳量子点改性活性炭重金属吸附材料，具有合适的比表面积和孔隙率，对重金属有吸附作用。
[0004]
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种碳量子点改性活性炭重金属吸附材料，包括以下步骤：
[0005]
步骤一、对活性炭进行预处理；
[0006]
步骤二、将步骤一中预处理后的活性炭置于碳量子点水溶液中，并在常温下超声分散，最后静置沉淀；
[0007]
步骤三、将步骤二中静置沉淀后的活性炭烘干，最终得到碳量子点改性活性炭吸附材料。
[0008]
进一步的技术方案是，所述步骤一中的预处理过程如下：将块状活性炭通过粉碎处理，研磨过筛，再将其置于纯水中浸泡，取下层沉淀物烘干；将烘干后的活性炭置于hno3溶液中浸泡，然后将浸泡后的活性炭洗涤干净，再将其烘干，得预处理后活性炭。
[0009]
进一步的技术方案是，所述hno3溶液的浓度为10％，其在hno3溶液中的浸泡时间为24小时，其烘干温度为105℃。
[0010]
进一步的技术方案是，所述步骤一中过筛是过60目筛网。
[0011]
进一步的技术方案是，所述步骤二中的碳量子点水溶液通过以下步骤制备而成：将柠檬酸与乙二胺混合后溶于水中，超声混合均匀，取混合均匀后的溶液置于反应釜保温，然后将保温后的溶液透析得到碳量子点溶液，最后将碳量子溶液与纯水混合得到碳量子点溶液水溶液。
[0012]
进一步的技术方案是，所述柠檬酸与乙二胺的混合比例为1：1。
[0013]
进一步的技术方案是，其中超声时间为30分钟，保温温度为200℃，保温时间为5h，透析时间为24h。
[0014]
与现有技术相比，具有以下优点：本发明制备得到的新材料对于重金属离子的选择吸附性能有所提升；并且吸附材料性能稳定、生物相容性高，扩大了吸附剂的使用范围。
具体实施方式
[0015]
下面结合实施例对本发明做更进一步的说明。
[0016]
实施例1
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1)制备碳量子点溶液：将柠檬酸与乙二胺按比例1：1混合后溶于30ml纯水中，超声30min混合均匀，取混合均匀后的溶液置于200℃反应釜中，保温时间5h，然后将保温后的溶液置于透析袋中，透析24h，得到碳量子点溶液；
[0018]
2)活性炭预处理：将块状活性炭通过粉碎处理，研磨至过60目筛网，再将其置于纯水中浸泡，取下层沉淀置于烘箱中烘干；取10g烘干活性炭加入100ml10％hno3溶液中浸泡24h，然后用纯水洗涤干净，再将其置于105℃烘箱中烘干，得预处理后活性炭；
[0019]
3)碳量子点改性活性炭：向100ml纯水中加入浓度为10％碳量子点溶液，然后取预处理后的活性炭5g置于100ml混合溶液中并在常温下超声分散2h，最后静置沉淀4h，纯水洗净烘干，得到实施例1的碳量子点改性活性炭吸附材料。
[0020]
其中以碳量子点溶液体积分数(％)表示碳量子点浓度。
[0021]
实施例2
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1)制备碳量子点溶液：将柠檬酸与乙二胺按比例1：1混合后溶于30ml纯水中，超声30min混合均匀，取混合均匀后的溶液置于200℃反应釜中保温时间5h，然后将保温后的溶液置于透析袋中，透析24h，得到碳量子点溶液；
[0023]
2)活性炭预处理：将块状活性炭通过粉碎处理，研磨至过60目筛网，再将其置于纯水中浸泡，取下层沉淀置于烘箱中烘干；取10g烘干活性炭加入100ml10％hno3溶液中浸泡24h，然后用纯水洗涤，再将其置于105℃烘箱中烘干，得预处理后活性炭。
[0024]
3)碳量子点改性活性炭：向100ml纯水中加入浓度为50％碳量子点溶液，然后取预处理后的活性炭5g置于100ml碳量子点水溶液中并在常温下超声分散2h，最后静置沉淀4h，纯水洗净烘干，得实施例2的碳量子点改性活性炭吸附材料。
[0025]
实施例3
[0026]
1)制备碳量子点溶液：将柠檬酸与乙二胺按比例1：1混合后溶于30ml纯水中，超声30min混合均匀，取混合均匀后的溶液置于高温中的反应釜，保持不同温度，保温时间5h，然后将反应后溶液置于透析袋中，透析24h，得到碳量子溶液。
[0027]
2)活性炭预处理：将块状活性炭通过粉碎处理，研磨至过60目筛网，再将其置于纯水中浸泡，取下层沉淀置于烘箱中烘干；取10g烘干活性炭加入100ml10％hno3溶液中浸泡24h，然后用纯水洗涤，再将其置于105℃烘箱中烘干，得预处理后活性炭；
[0028]
3)碳量子点改性活性炭：向100ml纯水中加入浓度为100％的碳量子点溶液，然后取预处理后的活性炭5g置于100ml碳量子点水溶液中并在常温下超声分散2h，最后静置沉淀4h，纯水洗净烘干，得实施例3的碳量子点改性活性炭吸附材料。
[0029]
将实施例1-3制备得到碳量子点改性活性炭吸附材料进行吸附实验，每隔段时间测定吸附剂的吸附效率，分别探讨了不同的吸附时间(0、0.5、1、2、4、6、12、24h)、吸附温度(25℃、45℃、65℃)、投加量(0、1g/l、2g/l)对于重金属去除效率的影响，其结果如下。
[0030]
结果表明，实施例1制备得到的碳量子点改性活性炭吸附材料在投加量为2g/l，吸附时间为12h时，吸附温度为65℃时，对于cr
3+
的吸附率最高到达92.25％。
[0031]
结果表明，实施例2制备得到的碳量子点改性活性炭吸附材料在投加量为2g/l，吸
附时间为12h时，吸附温度为65℃时，对于cr
3+
的吸附率最高到达83.66％。
[0032]
结果表明，实施例3制备得到的碳量子点改性活性炭吸附材料在投加量为2g/l，吸附时间为12h时，吸附温度为65℃时，对于cr
3+
的吸附率最高到达74.56％。
[0033]
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。