本发明涉及活性炭吸附剂，尤其涉及一种双亲粉碳的制备方法及应用。
背景技术：
1、有机废水，尤其是印染废水，因其化学需氧量和色度高，对环境和人体健康构成严重威胁，有机废水的处理是目前人类所面对的巨大挑战。粉末状活性炭具有高度发达的孔隙结构和极大的比表面积，无毒、无味，对分子具有极强的吸附能力，是一种优良的吸附剂，在净水和废水处理领域广泛使用。但是，由于粉末状活性炭的制备过程通常需要在空气中高温活化，导致粉末状活性炭表面有很多亲水基团，这就使得在潮湿环境中对水的吸附大于对其他污染物的吸附，缩短了其使用寿命。因此，需要对粉末状活性炭做疏水改性来延长其使用寿命，但是如果粉碳全部为疏水结构，就无法与水充分接触，难以吸附水中有机污染物，所以我们需要先对粉末状活性炭做双亲改性，这样粉末状活性炭就可以在水中分散良好的同时，又减少了粉末状活性炭的吸水，大大提高粉末状活性炭的吸附效率。
2、因此，本发明提出一种双亲粉碳的制备方法及应用。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种双亲粉碳的制备方法及应用，通过对粉末状活性炭进行双亲改性，提高粉末状活性炭的利用效率。
2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种双亲粉碳的制备方法，其创新点在于：包括以下步骤：
3、步骤1、将粉末状活性炭放入三口烧瓶中，加入有机溶剂及有机硅烷改性剂，加入质量比为0-20％的催化剂，三口烧瓶上夹装冷凝管，加热熏蒸并冷凝回流，对粉末状活性炭进行改性，获得改性粉末状活性炭；
4、步骤2、采用旋蒸或离心或过滤的方法收集三口烧瓶中的改性粉末状活性炭，然后将改性粉末状活性炭取出，放入烘箱烘干，得到改性疏水粉末状活性炭；
5、步骤3、将改性疏水粉末状活性炭放入刚玉罐内，加入锆珠，采用物理方法处理改性疏水粉末状活性炭，得到破坏疏水表面的改性粉末状活性炭，即双亲粉碳；
6、步骤4、将双亲粉碳放入烘箱中烘干，获得干燥的双亲粉碳；
7、步骤5、将干燥的双亲粉碳冷却、降温，然后用筛网进行筛选、除杂后进行包装，获得双亲粉碳成品。
8、进一步地，所述有机溶剂为正己烷或乙醇。
9、进一步地，所述有机硅烷改性剂为六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氮烷。
10、进一步地，所述步骤1中，有机硅烷改性剂为六甲基二硅氧烷，粉末状活性炭、六甲基二硅氧烷、有机溶剂的质量比为1:2:2～5，在温度101℃条件下加热熏蒸并冷凝回流1小时。
11、进一步地，所述步骤1中，有机硅烷改性剂为六甲基二硅氮烷时，粉末状活性炭、六甲基二硅氮烷、有机溶剂的质量比为1:2:2～5或1:3:3～5，在温度125℃条件下加热熏蒸并冷凝回流1小时。
12、进一步地，所述催化剂为氨水。
13、进一步地，所述步骤2中，采用旋蒸方法收集改性粉末状活性炭时，先将三口烧瓶中的改性粉末状活性炭连同有机硅烷改性剂转移到旋转蒸发仪内，在50℃、60rpm条件下旋蒸2～3小时。
14、进一步地，所述步骤2中，改性粉末状活性炭放入烘干箱内，在150-220℃温度条件下烘2-4小时；
15、所述步骤4中，双亲粉碳放入烘箱内，在150～220℃温度条件下烘2～4小时。
16、进一步地，所述步骤3中，物理方法为用球磨机研磨，球磨机的转速为600～800rpm，研磨时间4-8小时，每研磨1小时暂停30分钟。
17、上述制备方法制备的双亲粉碳应用于有机废水处理。
18、本发明的优点在于：
19、(1)本发明采用有机硅烷作为改性剂，采用熏蒸法将粉末状活性炭改性为疏水粉末状活性炭，条件温和，且在改性过程不会交联堵孔，之后采用物理方法破坏改性疏水粉末状活性炭的疏水表面即获得双亲粉碳，该双亲粉碳成品的静态水接触角处于72-108°，具有双亲特性，即具有一定的亲水性，可以很好的分散在水中，捕捉水中有机污染物，同时具有一定的疏水性，在捕获有机污染物的同时阻止水分进入，并且小的滚动角可以使水快速流走，大大提高了粉末状活性炭的使用效率。
20、(2)本发明在疏水改性后收集改性粉末状活性炭时采用旋蒸方法，相较于离心和过滤方法，更加有利于保持粉末状活性炭的疏水性，最终获得的双亲粉碳的废水处理效果更佳。
21、(3)本发明采用乙醇作为有机溶剂时，可以使粉末状活性炭的疏水改性更加均匀，而采用正己烷作为有机溶剂时，可以有效提升粉末状活性炭的疏水效果。
22、(4)本发明在加入熏蒸过程中加入氨水，可以有效缩短疏水改性的反应时间，提高反应活性，并且减少有机硅烷改性剂的添加量。
1.一种双亲粉碳的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为正己烷或乙醇。
3.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述有机硅烷改性剂为六甲基二硅氧烷或六甲基二硅氮烷。
4.根据权利要求3所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，有机硅烷改性剂为六甲基二硅氧烷，粉末状活性炭、六甲基二硅氧烷、有机溶剂的质量比为1:2:2～5，在温度101℃条件下加热熏蒸并冷凝回流1小时。
5.根据权利要求3所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，有机硅烷改性剂为六甲基二硅氮烷时，粉末状活性炭、六甲基二硅氮烷、有机溶剂的质量比为1:2:2～5或1:3:3～5，在温度125℃条件下加热熏蒸并冷凝回流1小时。
6.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述催化剂为氨水。
7.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，采用旋蒸方法收集改性粉末状活性炭时，先将三口烧瓶中的改性粉末状活性炭连同有机硅烷改性剂转移到旋转蒸发仪内，在50℃、60rpm条件下旋蒸2～3小时。
8.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，改性粉末状活性炭放入烘干箱内，在150-220℃温度条件下烘2-4小时；
9.根据权利要求1所述的双亲粉碳的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，物理方法为用球磨机研磨，球磨机的转速为600～800rpm，研磨时间4-8小时，每研磨1小时暂停30分钟。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备的双亲粉碳的应用，其特征在于：所述双亲粉碳应用于有机废水处理。
