精細除油碳材料及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種精細除油碳材料及其在鎳電解液中的應用。
【背景技術】
[0002] 采用具有高比表面積、高吸附性能及油水兩親性的多孔惰性材料進行精細凈化除 去電解液中的微量油份，是解決冶金行業中電解液含有機物導致產品質量下降的有效途 徑。有機物在電解槽中不斷富集會影響電解過程中的電流效率，導致電解鎳板表面晶核形 成受阻，產生氣孔，直接影響電解鎳產品的外觀質量。由樹脂制備兩親性多孔碳材料并進行 表面化學修飾，由于這種材料比表面積大、親油性好且具有一定的親水性而有利于材料的 潤濕，增大了材料與油份的接觸面積。因此，可作為一種精細凈化除油材料在電解、電鍍行 業或類似情況下使用，以降低液體中有機物質含量，提高電解鎳及電鍍產品質量，具有實際 的應用價值和很大的市場潛力。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種精細除油碳材料及其在鎳電解液中的應用。該材料為 表面含羥基的碳材料，呈多孔球狀，粒徑在0. 5~1. 8_，以甲醛、苯酚為原料、鹽酸為催化劑、 聚乙烯醇為分散劑、六次甲基四胺為固化劑、雙氧水為氧化劑經過懸浮聚合、高溫煅燒最后 氧化制備得到，在20°C ~100°C具有較快的吸油速率、良好的除油深度和保油性能。
[0004] 一種精細除油碳材料，其特征在于該材料通過以下步驟制備得到： 1) 將甲醛、苯酚、鹽酸在80~90°C攪拌加熱50~80分鐘，加入聚乙烯醇，保持溫度在 80~90°C下回流攪拌40~60分鐘，再加入六次甲基四胺，反應30~50分鐘即形成酚醛樹脂小 球；待反應體系冷卻至室溫后將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中干燥； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在600~800°C下絕氧炭化1~2小時，保溫結束后，自然冷卻 至室溫取出產品，得到多孔碳顆粒； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用雙氧水在50~70°C下氧化6~8小時，60~90°C干燥3~5小時 即得精細除油碳材料。
[0005] 所述甲醛、苯酚和鹽酸的質量比為70~90 : 100 : 1~2。
[0006] 所述聚乙烯醇、六次甲基四胺的加入量均為甲醛和苯酚總質量的7%。
[0007] 所述步驟1)干燥的條件：溫度100~150°C、時間5~8小時。
[0008] 所述雙氧水的質量百分數為5%~15%。
[0009] 所述甲醛溶液的質量濃度為38%，鹽酸的質量濃度為35. 5%，苯酚、聚乙烯醇和六 次甲基四胺的純度均大于等于95. 0%。
[0010] 用上述碳材料裝填柱子，將含油量為l〇〇mg/L的硫酸鎳溶液以每小時3倍柱體積 的流速通過柱子進行除油實驗。
[0011] 本發明所述材料在20°C ~100°C具有較快的吸油速率、良好的除油深度和保油性 能。
【具體實施方式】
[0012] 實施例1 : 1) 按質量比甲醛：苯酚：鹽酸=70 : 100 : 1加入裝有回流冷凝管的反應器中，在 80°C下，回流攪拌50分鐘，加入原料總質量7%的聚乙烯醇，保持溫度在80°C下回流攪拌 40分鐘，再加入原料總質量7%的六次甲基四胺，反應30分鐘即形成酚醛樹脂小球；待反應 體系冷卻至室溫后，將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中在l〇〇°C下干燥5小時，備 用； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在600°C下絕氧炭化1小時，保溫結束后，自然冷卻至室溫 取出產品，得到多孔碳顆粒備用； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用5%雙氧水在50°C下氧化6小時，60°C干燥3小時即得除 油碳材料。
[0013] 用上述碳材料裝填柱子，將含油量為l〇〇mg/L的硫酸鎳溶液以每小時3倍柱體積 的流速通過柱子進行除油實驗。
[0014] 材料性能如下表1所示。
[0015] 表1實施例1所述材料的孔徑分布和羥基含量
實施例2 : 1) 按質量比甲醛：苯酚：鹽酸=80 : 100 : 1.5加入裝有回流冷凝管的反應器中，在 90°C下，回流攪拌60分鐘，加入原料總質量7%的聚乙烯醇，保持溫度在90°C下回流攪拌 50分鐘，再加入原料總質量7%的六次甲基四胺，反應40分鐘即形成酚醛樹脂小球；待反應 體系冷卻至室溫后，將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中在130°C下干燥4小時，備 用； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在700°C下絕氧炭化2小時，保溫結束后，自然冷卻至室溫 取出產品，得到多孔碳顆粒備用； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用10%雙氧水在60°C下氧化7小時，70°C干燥4小時即得除 油碳材料。
[0016] 用上述碳材料裝填柱子，將含油量為l〇〇mg/L的硫酸鎳溶液以每小時3倍柱體積 的流速通過柱子進行除油實驗。
[0017] 材料性能如下表2所示。
[0018] 表2實施例2所述材料的孔徑分布和羥基含量
實施例3 : 1) 按質量比甲醛：苯酚：鹽酸=90 : 100 : 1.5加入裝有回流冷凝管的反應器中，在 80°C下，回流攪拌80分鐘，加入原料總質量7%的聚乙烯醇，保持溫度在90°C下回流攪拌 60分鐘，再加入原料總質量7%的六次甲基四胺，反應50分鐘即形成酚醛樹脂小球；待反應 體系冷卻至室溫后，將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中在150°C下干燥8小時，備 用； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在800°C下絕氧炭化1小時，保溫結束后，自然冷卻至室溫 取出產品，得到多孔碳顆粒備用； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用15%雙氧水在70°C下氧化8小時，90°C干燥5小時即可得 到除油碳材料。
[0019] 用上述碳材料裝填柱子，將含油量為l〇〇mg/L的硫酸鎳溶液以每小時3倍柱體積 的流速通過柱子進行除油實驗。
[0020] 材料性能如下表3所示。
[0021] 表3實施例3所述材料的孔徑分布和羥基含量
實施例4 : 1) 按質量比甲醛：苯酚：鹽酸=90 : 100 : 2加入裝有回流冷凝管的反應器中，在 80°C下，回流攪拌70分鐘，加入原料總質量7%的聚乙烯醇，保持溫度在80°C下回流攪拌70 分鐘，再加入原料總質量7%的六次甲基四胺，反應30分鐘即形成酚醛樹脂小球；待反應體 系冷卻至室溫后，將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中在150°C下干燥6小時，備 用； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在700°C下絕氧炭化1小時，保溫結束后，自然冷卻至室溫 取出產品，得到多孔碳顆粒備用； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用10%雙氧水在60°C下氧化8小時，70°C干燥3小時即可 得到除油碳材料。
[0022] 用上述碳材料裝填柱子，將含油量為100mg/L的硫酸鎳溶液以每小時3倍柱體積 的流速通過柱子進行除油實驗。
[0023] 材料性能如下表4所示。
[0024] 表4實施例4所述材料的孔徑分布和羥基含量
【主權項】
1. 一種精細除油碳材料，其特征在于該材料通過以下步驟制備得到： 1) 將甲醛、苯酚、鹽酸在80~90°C攪拌加熱50~80分鐘，加入聚乙烯醇，保持溫度在 80~90°C下回流攪拌40~60分鐘，再加入六次甲基四胺，反應30~50分鐘即形成酚醛樹脂小 球；待反應體系冷卻至室溫后將產物倒出，經過濾、水洗，轉移至馬弗爐中干燥； 2) 將干燥好的酚醛樹脂小球在600~800°C下絕氧炭化1~2小時，保溫結束后，自然冷卻 至室溫取出產品，得到多孔碳顆粒； 3) 將干燥好的多孔碳顆粒用雙氧水在50~70°C下氧化6~8小時，60~90°C干燥3~5小時 即得精細除油碳材料。2. 如權利要求1所述的碳材料，其特征在于所述甲醛、苯酚和鹽酸的質量比為 70-90 ： 100 ： 1~2〇3. 如權利要求1所述的碳材料，其特征在于所述聚乙烯醇、六次甲基四胺的加入量均 為甲醛和苯酚總質量的7%。4. 如權利要求1所述的碳材料，其特征在于所述步驟1)干燥的條件：溫度100~150°C、 時間5~8小時。5. 如權利要求1所述的碳材料，其特征在于所述雙氧水的質量百分數為5°/d5%。6. 如權利要求1所述的碳材料，其特征在于所述甲醛溶液的質量濃度為38%，鹽酸的質 量濃度為35. 5%，苯酚、聚乙烯醇和六次甲基四胺的純度均大于等于95. 0%。7. 如權利要求1至6任意一項所述碳材料在鎳電解液中的應用。
【專利摘要】本發明公開了一種精細除油碳材料，該材料為表面含羥基的碳材料，呈多孔球狀，粒徑在0.5~1.8mm，以甲醛、苯酚為原料、鹽酸為催化劑、聚乙烯醇為分散劑、六次甲基四胺為固化劑、雙氧水為氧化劑經過懸浮聚合、高溫煅燒最后氧化制備得到，在20℃~100℃具有較快的吸油速率、良好的除油深度和保油性能。本發明還公開了該材料在鎳電解液中的應用。
【IPC分類】C25C1/08, C25C7/06
【公開號】CN104947144
【申請號】CN201510310801
【發明人】郭勇, 李亦婧, 鄭軍福, 趙重, 盧建波, 張曉明, 章毅, 金巖
【申請人】中國科學院蘭州化學物理研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月9日