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活性炭颗粒和颗粒表面上碳纳米丝的过滤材料的水过滤器(下)

文章来源:http://www.ihepafilter.com/  2018年09月03日  点击数:137
在另一个实施例中,上述方法还可包括清洁步骤,用来清洁碳纳米丝以及随后在加热步骤后除去任何残余的纳米丝前体。类似于活化,清洁步骤可加入热处理或化学处理以清洁纳米丝并除去纳米丝前体。可使用任何清洁方法。在一个化学清洁的实施例中,可使用酸性溶液。在一个示例性实施方案,在清洁步骤中可使用强酸溶液,例如硝酸或硫酸溶液。设想如上所述,形成碳纳米丝后利用的活化步骤可作为清洁步骤或部分清洁步骤。
在另一个实施例中,上述方法可包括处理碳化的或活化的碳颗粒然后在加热步骤之前用还原剂沉积纳米丝前体。在此还原步骤过程中,所述颗粒和沉积的纳米丝前体在存在还原剂的情况下处理以使颗粒表面官能化。通过使表面官能化,过滤颗粒可提高其对水流中目标污染物的吸附。还原剂的非限制性实例包括氢、氨或它们的混合物。例如,包含氨的还原剂可与颗粒表面反应在颗粒表面上生成氮,其中氮可粘结或吸附待过滤的污染物。
III.实验实施例
以下的非限制性实例描述了过滤材料,以及根据本发明的一种或多种实施例制造过滤材料的方法。
实施例1
形成具有表面生长纳米丝的活性炭颗粒。
使用二茂铁
100g NUCHATM RGC 80×325木基活性炭颗粒(购自MeadWestvacoCorp.,Covington,VA)与500mL 10%二茂铁(Fe(C5H5)2)二甲苯溶液混合。所得吸附有二茂铁的活性炭于室温下干燥过夜。然后将活性炭放入平管炉Lindberg/Blue M(型号HTF55667C;SPX Corp.;Muskegon,MI)的托盘内。管炉的直径为15.25cm(6in.)。在0.12L/s(15ft3/h)的氮气流中将炉子加热至800℃。一旦达到所需的炉温,就用0.12L/s(15ft3/h)(即,面速度为约23cm/h.g)的氮气流将10mL/min的10%二茂铁二甲苯溶液引入管炉中1小时。在该时段末,让材料在氮气氛中冷却至室温。所得活性炭颗粒包含表面生长纳米丝。
实施例2
形成具有表面生长纳米丝的活性炭颗粒。
使用硫酸铁和二茂铁
100g微孔椰子活性炭颗粒80×325(购自Calgon Carbon Corp.,Pittsburgh,PA)与100mL 20%硫酸铁(Fe2(SO4)3)去离子水溶液混合。所得吸附有硫酸铁的活性炭在烘箱中于130℃干燥过夜。然后将活性炭放入平管炉Lindberg/Blue M(型号HTF55667C;SPX Corp.;Muskegon,MI)的托盘内。管炉的直径为15.25cm(6in.)。在0.12L/s(15ft3/h)的氮气流中将炉子加热至800℃。一旦达到所需炉温,就将活性炭保持在该温度约45分钟。然后,用0.04L/s(5ft3/h)(即,面速度为约8cm/h.g)的氮气流将4mL/min的10%二茂铁二甲苯溶液带入管炉中1小时。在该时段结束时,让材料在氮气氛中冷却至室温。所得活性炭颗粒包含表面生长纳米丝。
注意在本文中未使用类似“具体地讲”、“优选地”、“典型地”和“通常”的术语来限制受权利要求书保护的发明的范围或暗示某些特性对于受权利要求书保护的发明的结构或功能是关键的、必需的或甚至重要的。更确切地说,这些术语仅旨在突出可以或不可以利用在本发明的特定实施例中的可供选择的或另外的特征。还应注意,本文使用类似“基本上”和“约”的术语来表示可属于任何定量比较、值、量度或其它表示的不确定性的内在程度。
发明详述中所有引用文献的相关部分均以引用方式并入本文中。任何文献的引用不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明,但对于本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其他的变化和修改。因此,有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。


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