本發(fā)明涉及活性炭材料技術(shù)領域，尤其涉及一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

活性炭是一種具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)和巨大比表面積的多孔碳質(zhì)吸附材料，因其具有吸附能力強、物理化學穩(wěn)定性好、力學強度高、失效后再生等特點，而被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護等諸多領域，為社會的發(fā)展及人民生活質(zhì)量的提高作出了巨大貢獻，從最初發(fā)現(xiàn)木炭的吸附脫色作用到活性炭實現(xiàn)工業(yè)化工藝生產(chǎn)以及活性炭產(chǎn)品的多元化發(fā)展己經(jīng)歷了漫長的發(fā)展史。而泡沫活性炭是由孔泡和相互連結(jié)的孔泡壁組成的具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔材料，這種獨特的結(jié)構(gòu)特征使其具有低密度、高比強度等特點，是一種輕質(zhì)多孔性材料。

從現(xiàn)有技術(shù)文獻看，目前泡沫活性炭存在的主要問題是多以石油基原料為前驅(qū)體，加工工序復雜，制作成本高且泡沫活性炭難以降解，環(huán)境污染大，另外，只具有吸附功能，不能抑制病菌繁殖，功能較為單一。因此，研制一種孔徑均勻、形狀各異、結(jié)構(gòu)缺陷少且對環(huán)境無污染，具有復合功能的泡沫活性炭復合材料迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料，具有非常好的吸附能力，對甲基藍吸附率高，過濾效果好，抑菌效果好，使用壽命長。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料的制備方法，制備方法簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的通過以下方案實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料的制備方法，其特征在于：它是按以下步驟制備：

(1)稱量：按重量份數(shù)稱取5份～15份三聚氰胺、15份～20份37％甲醛溶液、2份～3.5份發(fā)泡劑、0.1份～0.2份硅油、0.1份～0.15份引發(fā)劑、1份～3份活性炭、1份～2份改性殼聚糖、0.2份～0.4份交聯(lián)劑；

(2)混合：首先將5份～15份三聚氰胺、15份～20份37％甲醛溶液、1份～3份活性炭、0.2份～0.4份交聯(lián)劑、1份～2份改性殼聚糖加入到1號模具中，攪拌均勻，得到混合料；

(3)發(fā)泡：將混合料加入到2號模具中，再加入2份～3.5份發(fā)泡劑、0.1份～0.2份硅油、0.1份～0.15份引發(fā)劑，攪拌至有氣泡產(chǎn)生，靜置發(fā)泡24h～48h，得到發(fā)泡后的混合物；

(4)固化：將發(fā)泡后的混合物加入到3號模具中，在室溫下固化30min～60min，然后在60℃～120℃下固化2～6h，得到活性炭/密胺樹脂/殼聚糖三元泡沫活性炭材料。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述的活性炭由秸稈活化制成。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述的所述交聯(lián)劑為戊二醛、三聚磷酸鈉或京尼平。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述的改性殼聚糖為脫乙酰殼聚糖。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述的引發(fā)劑為油酸鉀或辛酸鉀。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述的發(fā)泡劑為戊烷、環(huán)戊烷、正戊烷、異戊烷和鹵代烷烴中的一種或其中兩種的混合物。

進一步優(yōu)選地，所述的發(fā)泡劑為環(huán)戊烷和鹵代烷烴的一種或其中兩種的混合物。

進一步優(yōu)選地，所述的發(fā)泡劑為鹵代烷烴。

進一步優(yōu)選地，所述的發(fā)泡劑為3-氯代戊烷。

本發(fā)明提供的一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料，通過上述任意一種方法制備。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的泡沫活性炭材料的結(jié)構(gòu)、成分和性能比較均勻，平均孔徑為2nm～3nm，網(wǎng)格較粗，而且可以加工成任何形態(tài)，對污染物的分離效率達到90％以上，尤其是對甲基藍，吸附能力可達95mg/g，不易引起堵塞；另外，該泡沫活性炭材料還具有超強的抑菌性能，抑菌率均在92％以上，對兩種菌的抑制率甚至接近100％。

具體實施方案

實施例1：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，按以下步驟制備：

(1)稱量：按重量份數(shù)稱取5份三聚氰胺、15份37％甲醛溶液、2份3-氯代戊烷、0.1份硅油、0.1份油酸鉀、1份活性炭、0.2份戊二醛；

所述活性炭由麥稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

(2)混合：首先將5份三聚氰胺、15份37％甲醛溶液、1份活性炭、0.2份戊二醛加入到1號模具中，攪拌均勻，得到混合料；

(3)發(fā)泡：將混合料加入到2號模具中，再加入2份3-氯代戊烷、0.1份硅油、0.1份油酸鉀，攪拌至有氣泡產(chǎn)生，靜置發(fā)泡48h，得到發(fā)泡后的混合物；

(4)固化：將發(fā)泡后的混合物加入到3號模具中，在室溫下固化30min，然后在60℃下固化6h，得到活性炭/密胺樹脂/殼聚糖三元泡沫活性炭材料。

實施例2：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，按以下步驟制備：

(1)稱量：按重量份數(shù)稱取10份三聚氰胺、20份37％甲醛溶液、3份3-氯代戊烷、0.15份硅油、0.12份油酸鉀、2份活性炭、0.3份戊二醛；

所述活性炭由麥稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

(2)混合：首先將10份三聚氰胺、20份37％甲醛溶液、2份活性炭、0.3份戊二醛加入到1號模具中，攪拌均勻，得到混合料；

(3)發(fā)泡：將混合料加入到2號模具中，再加入3份3-氯代戊烷、0.15份硅油、0.12份油酸鉀，攪拌至有氣泡產(chǎn)生，靜置發(fā)泡36h，得到發(fā)泡后的混合物；

(4)固化：將發(fā)泡后的混合物加入到3號模具中，在室溫下固化45min，然后在80℃下固化4h，得到活性炭/密胺樹脂/殼聚糖三元泡沫活性炭材料。

實施例3：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，按以下步驟制備：

(1)稱量：按重量份數(shù)稱取15份三聚氰胺、15份37％甲醛溶液、3.5份3-氯代戊烷、0.2份硅油、0.15份油酸鉀、3份活性炭、0.4份戊二醛；

所述活性炭由麥稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

(2)混合：首先將15份三聚氰胺、15份37％甲醛溶液、3份活性炭、0.4份戊二醛加入到1號模具中，攪拌均勻，得到混合料；

(3)發(fā)泡：將混合料加入到2號模具中，再加入3.5份3-氯代戊烷、0.2份硅油、0.15份油酸鉀，攪拌至有氣泡產(chǎn)生，靜置發(fā)泡24h，得到發(fā)泡后的混合物；

(4)固化：將發(fā)泡后的混合物加入到3號模具中，在室溫下固化60min，然后在120℃下固化2h，得到活性炭/密胺樹脂/殼聚糖三元泡沫活性炭材料。

實施例4：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例1的不同點是：所述油酸鉀替換為辛酸鉀。

實施例5：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述油酸鉀替換為辛酸鉀。

實施例6：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例3的不同點是：所述油酸鉀替換為辛酸鉀。

實施例7：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例1的不同點是：所述活性炭由稻稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例8：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述活性炭由稻稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例9：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例3的不同點是：所述活性炭由稻稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例10：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例1的不同點是：所述活性炭由玉米稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例11：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述活性炭由玉米稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例12：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例3的不同點是：所述活性炭由玉米稈去污、洗凈、干燥、粉碎、活化制成。

實施例13：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述發(fā)泡劑為戊烷和正戊烷的混合物。

實施例14：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述發(fā)泡劑為環(huán)戊烷和異戊烷的混合物。

實施例15：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述戊二醛由三聚磷酸鈉替代。

實施例16：本實施例提供一種負載殼聚糖的泡沫活性炭材料制備方法，與實施例2的不同點是：所述戊二醛由京尼平替代。

采用下述試驗驗證本發(fā)明效果：

試驗例：

將上述實施例1～16制得的負載殼聚糖的泡沫活性炭材料進行性能測試，測定其孔徑、吸附能力、抗菌性能見下表。

表1

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。