專利名稱：膨脹石墨—酚醛樹脂基活性炭復合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于處理含油生活污水的材料，特別是用于處理含油生活污水的膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料，它適用于處理含油生活污水，能過濾與吸附污水中的尺寸大小不同的污油滴，使污水處理基本達到日常生活用水的標準。
背景技術：
近年，隨著人口的激增，城市不斷擴大，生活污油的排放對河流海洋環境和人類生活構成了嚴重的威脅，各國都制定了嚴格的生活污油排放標準，我國規定在第二類生活廢水中，排放標準為10mg/L以下，為了保護我國的生態環境，防止污油污染，開展吸收、凈化含油生活污水材料的研究及應用，具有重大的現實意義和社會意義。
活性炭很久以來就一直作為液體的過濾材料，用于脫色、除去異味物質，除去渾濁物質等，最近，也用于去除水中有機有毒物質，如日本專利，特開平09-077508，特開2000-044966等，但由于活性炭的微孔結構小，不能大量貯存有機有毒物質。
膨脹石墨具有很好的吸油能力，如日本專利特開平3-258029，使用膨脹石墨制品作為重油與一般生活污水的污油吸收材料，但膨脹石墨材料的孔徑較大，不能大量吸附粒徑小于1μm的分子狀懸浮油滴影響到除油的質量。
發明內容
針對上述不足，本發明的目的在于提供一種處理污水的能力強、效果顯著的膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料，其特征是它由膨脹石墨、酚醛樹脂基活性炭組成，各組份所占總重量百分比為膨脹石墨20-50、酚醛樹脂基活性炭50-80。
所述的膨脹性石墨為天然磷狀石墨或石油碳系人工石墨或焦碳系的人工石墨經過層間處理制得，且具有受熱大于200℃時膨脹特性的石墨制品的一種或其中兩種以上膨脹性石墨的混合物，兩種以上混合時為任意配比；其粒徑一般為20-200目，最好的粒徑范圍20-50目，比表積為150m2/g以上。
所述的酚醛樹脂基活性炭，由粉狀線型酚醛樹脂經炭化、活化程序制成其制備過程如下將粉狀酚醛樹脂磨成細粉(過篩100目)，裝入耐高溫容器在400～800℃氮氣保護3～5小時炭化成粉末炭，炭化得率為60～80％之間，將以上得粉末炭與活化劑氫氧化鉀(含水15％)，按重量比1∶1～5充分混合后裝入容器中，在氮氣保護下，在400～800℃經過1～4小時的活化后得到制品。將制品冷卻充分水洗，除去堿性成份，干燥后用100目過篩，即得到實用酚醛樹脂基活性炭。其比表面積在1000m2/g以上。酚醛樹脂經炭化、活化后，其得率在20～60％之間，炭化材料與活化劑(1∶1～5)。
本發明的制備方法將以上兩種原料按一定比例混合，在攪拌機中攪拌均勻，裝入所需式樣紡織品袋中。
活性炭多為煤炭、木材、堅果殼天然產物等經炭化、活化而成孔結構以微孔和中孔為主，有效半徑范圍廣，在數A°～1000A°之間，而且微粉多、硬度小，往往含有金屬等不純物質，酚醛樹脂為高分子合成材料，可通過控制酚醛樹脂分子量的大小與炭化、活化條件等方法，生產出微孔分布均勻(半徑5A°～22A°之間)微粉少、硬度大幾乎不含金屬雜質的活性炭，特別適合用于過濾凈水使用。
本發明采用吸油性較好的膨脹石墨與酚醛樹脂活性炭復合，利用膨脹石墨具有大孔結構，能形成較大的“貯油空間”吸收污水中的油層、油膜及大懸浮油滴，利用酚醛樹脂活性炭，具備小孔與微孔結構“貯油空間”較小，可吸收污水中的膠狀分子狀的懸浮微油滴，而膨脹石墨-酚醛樹脂活性炭復合材料能形成新的更大、更多的“貯油空間”，具有更高的吸油效率，在吸油的同時，利用活性炭的微孔吸附和過濾污水，將污水中的微量元素，無機物及其固體物吸附，使污水處理后，能達到日常生活用水的標準。
本發明應用廣泛，除用于處理含油生活污水外，還能作為吸油材料、油霧過濾材料、油密封材料添加劑、芳香劑和殺蟲劑等的基體使用。
圖1是本發明應用于含油生活污水處理的過濾裝置圖具體實施方式
實施例1一種用于處理含油生活污水的膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料，按重量百分比取膨脹石墨50、酚醛樹脂基活性炭50，在攪拌機中，均勻混合成制品，裝入紡織品袋中制成各種復雜形狀的制品，作為生活含油污水過濾材料使用。
所述的膨脹性石墨為天然磷狀石墨或石油碳系人工石墨或焦碳系的人工石墨經過層間處理制得，且具有受熱大于200℃時膨脹特性的石墨制品的一種或其中兩種以上石墨的混合物，為兩種以上石墨混合時，為任意混合比；其粒徑一般為20-200目，最好的粒徑范圍20-50目，比表積為150m2/g以上。
所述的酚醛樹脂基活性炭，由粉狀線型酚醛樹脂經炭化、活化程序制成其制備過程如下將粉狀酚醛樹脂磨成細粉(過篩100目)，裝入耐高溫容器在400～800℃氮氣保護3～5小時炭化成粉末炭，炭化得率為60～80％之間，將以上得粉末炭與活化劑氫氧化鉀(含水15％)，按重量比1∶1～5充分混合后裝入容器中，在氮氣保護下，在400～800℃經過1～4小時的活化后得到制品。將制品冷卻充分水洗，除去堿性成份，干燥后用100目過篩，即得到實用酚醛樹脂基活性炭。其比表面積在1000m2/g以上。酚醛樹脂經炭化、活化后，其得率在20～60％之間，炭化材料與活化劑(1∶1～5)。
本發明應用于含油生活污水處理，含油生活污水處理工藝將復合材料作為過濾材，用于過濾含油生活污水，采用圖1所示處理裝置。如圖1所示，1為含油生活污水，2為包裝濾布，3為復合材料，4為過濾清潔水，過濾層為10cm。使用效果表1。
實施例2一種用于處理含油生活污水的膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料，按重量百分比取膨脹性石墨30、酚醛樹脂基活性炭70，在攪拌機中，均勻混合成制品，裝入紡織品袋中，作為生活含油污水過濾材料使用，過濾層為10cm，使用效果見表1。
實施例3按重量百分比膨脹性石墨20、酚醛樹脂基活性炭80，在攪拌機中均勻混合成制品，裝入紡織品袋中，作為生活含油污水過濾材料使用過濾層為10cm，使用效果見表1。
表1處理生活含油污水效果圖
注1、實驗溫度為室溫，2、生活含油污水為食堂污水。
膨脹石墨-酚醛樹脂基活性炭復合材料吸附的廢油可采用壓榨的方法，擠出70-80％的廢油；若加溫減壓可提高擠出的廢油產率，一般情況下可僅復使5-10次。
權利要求
1.膨脹石墨—酚醛樹脂基活性炭復合材料，其特征是它由膨脹石墨、酚醛樹脂基活性炭組成，各組份所占總重量百分比為膨脹石墨20-50、酚醛樹脂基活性炭50-80。
2.根據權利要求1所述的膨脹石墨—酚醛樹脂基活性炭復合材料，其特征是所述的膨脹性石墨為天然磷狀石墨或石油碳系人工石墨或焦碳系的人工石墨經過層間處理制得，且具有受熱大于200℃時膨脹特性的石墨制品的一種或其中兩種以上膨脹性石墨的混合物；其粒徑一般為20-200目，最好的粒徑范圍20-50目，比表積為150m2/g以上。
3.根據權利要求1所述的膨脹石墨—酚醛樹脂基活性炭復合材料，其特征是所述的酚醛樹脂基活性炭，為粉狀線型酚醛樹脂，在400-800℃氮氣保護下，3-5小時炭化，將炭化材料與活化劑KOH混合，在400-800℃，1-4小時，氮氣保護下，形成酚醛樹脂基活性炭，其比表面積在1000m2/g以上。
全文摘要
本發明涉及一種用于處理含油生活污水的材料。膨脹石墨－酚醛樹脂基活性炭復合材料，其特征是它由膨脹石墨、酚醛樹脂基活性炭組成，各組份所占總重量百分比為膨脹石墨20－50、酚醛樹脂基活性炭50－80。它具有處理含油污水的能力強、效果顯著的特點。是一種新型的環保材料。本發明應用廣泛，除用于處理含油生活污水外，還能作為吸油材料、油霧過濾材料、油密封材料添加劑、芳香劑和殺蟲劑等的基體使用。
文檔編號B01J20/20GK1524609SQ0312542
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月18日 優先權日2003年9月18日
發明者王勇, 吳勝軍, 萬濤, 王 勇 申請人:武漢理工大學