本發(fā)明公開了一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數(shù)的原料：80?100份炭材料前驅體，1?5份軟模板劑，1?5份硬模板劑，0.1?1份表面活性劑及100?150份溶劑，本發(fā)明在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。本發(fā)明還提供了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先將炭材料前驅體進行表面修飾，降低其表面應力，更利于與軟模板劑和硬模板劑的表面附著，制得的孔徑更加規(guī)則有序。

　　權利要求書

　　1.一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：80-100份炭材料前驅體，1-5份軟模板劑，1-5份硬模板劑，0.1-1份表面活性劑及100-150份溶劑。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的軟模板劑為兩親性聚合物;所述的硬模板劑為二氧化硅或氧化鋁。

　　3.根據(jù)權利要求2所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的炭材料前驅體為蔗糖、糠醇和酚醛樹脂的一種或多種混合物。

　　4.根據(jù)權利要求2所述的一種污水處理用多孔炭材料，其特征在于，所述的表面活性劑為季銨化合物。

　　5.一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

　　步驟一：將表面活性劑與溶劑混合均勻，制得表面活性劑溶液，將炭材料前驅體浸漬在表面活性劑溶液中，得改性炭材料前驅體;

　　步驟二：將改性炭材料前驅體與硬模板劑先進行第一次混合反應，然后繼續(xù)加入軟模板劑進行第二次混合反應，反應完成后過濾制得炭材料預制體;

　　步驟三：將炭材料預制體進行煅燒，煅燒后洗滌制得多孔炭材料。

　　6.根據(jù)權利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟一中，浸漬時間為20-40min。

　　7.根據(jù)權利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中，第一次混合反應在60-100℃下進行，反應時間為2-4h，第二次混合反應在150-180℃下進行，反應時間為2-4h。

　　8.根據(jù)權利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟三中，煅燒溫度為600-900℃，煅燒時間為1-2h。

　　9.根據(jù)權利要求5所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，在步驟三中還包括有附加步驟，附加步驟具體是在煅燒之前將炭材料預制體加入氫氧化鉀溶液中活化1-3h，然后將溶液蒸干，蒸干后取出炭材料預制體。

　　10.根據(jù)權利要求9所述的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，其特征在于，氫氧化鉀溶液的濃度為1-5g/L。

　　說明書

　　一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及水處理材料領域，具體涉及一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

　　背景技術

　　隨著我國經(jīng)濟的日益發(fā)達，環(huán)境的污染也日益嚴重，其中，水污染需要對其進行污水處理，污水處理是指為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，并對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。

　　污水處理的方法有很多，其中的物理吸附法較為經(jīng)濟方便，而物理吸附法中的吸附材料，水處理效果不佳。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，提供一種污水處理用多孔炭材料及其制備方法。

　　本發(fā)明的技術解決方案如下：

　　一種污水處理用多孔炭材料，包括以下重量份數(shù)的原料：80-100份炭材料前驅體，1-5份軟模板劑，1-5份硬模板劑，0.1-1份表面活性劑以及100-150份溶劑。

　　優(yōu)選的，所述的軟模板劑為兩親性聚合物;

　　所述的硬模板劑為二氧化硅或氧化鋁。

　　優(yōu)選的，所述的炭材料前驅體為蔗糖、糠醇和酚醛樹脂的一種或多種混合物。

　　優(yōu)選的，所述的表面活性劑為季銨化合物。

　　本發(fā)明還公開了一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，包含以下步驟：

　　步驟一：將表面活性劑與溶劑混合均勻，制得表面活性劑溶液，將炭材料前驅體浸漬在表面活性劑溶液中，得改性炭材料前驅體;

　　步驟二：將改性炭材料前驅體與硬模板劑先進行第一次混合反應，然后繼續(xù)加入軟模板劑進行第二次混合反應，反應完成后過濾制得炭材料預制體;

　　步驟三：將炭材料預制體進行煅燒，煅燒后洗滌制得多孔炭材料。

　　優(yōu)選的，所述的步驟一中，浸漬時間為20-40min。

　　優(yōu)選的，所述的步驟二中，第一次混合反應在60-100℃下進行，反應時間為2-4h，第二次混合反應在150-180℃下進行，反應時間為2-4h。

　　優(yōu)選的，所述的步驟三中，煅燒溫度為600-900℃，煅燒時間為1-2h。

　　優(yōu)選的，在步驟三中還包括有附加步驟，附加步驟具體是在煅燒之前將炭材料預制體加入氫氧化鉀溶液中活化1-3h，然后將溶液蒸干，蒸干后取出炭材料預制體。

　　優(yōu)選的，氫氧化鉀溶液的濃度為1-5g/L。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　(1)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料，采用軟模板劑和硬模板劑，其中軟模板劑與與炭材料前軀體在有機相或水相中通過氫鍵等作用進行有機-有機自組裝得到復合納米膠束，然后固化前軀體形成三維交聯(lián)的剛性結構，最后炭化可得到有序的介孔炭材料，也就是說軟模板法是依靠分子間或分子內的弱相互作用來維系模板，從而形成不同空間結構特征的聚集體，但是軟模板制得的孔道容易變形坍塌;因此，在軟模板中加入硬模板法合成，硬模板可以起到支撐防止坍塌的作用，可以有效防止孔道的坍塌，制得的多孔炭材料的孔道更加可控。

　　(2)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先將炭材料前驅體進行表面修飾，降低其表面應力，更利于與軟模板劑和硬模板劑的表面附著，制得的孔徑更加規(guī)則有序。

　　(3)本發(fā)明提供的一種污水處理用多孔炭材料的制備方法，先與硬模板劑合成，形成結構穩(wěn)定的硬框架炭材料預制體，然后繼續(xù)加入軟模板劑在硬框架內部繼續(xù)形成聚合物的有序軟形態(tài)的多級孔徑炭材料預制體，煅燒后得到多孔炭材料。

　　(4)本發(fā)明在體系中加入季銨化合物，使炭材料前驅體能成功包覆到硬模板劑的表面，同時季銨化合物的存在還會在炭材料中的孔道引入氨基，由于氨基與金屬離子有較強的絡合作用，極大提高了多孔碳的吸附能力，有助于其吸附重金屬離子。

　　(5)本發(fā)明通過KOH活化炭材料，在活化過程中KOH自身脫水，對炭材料前驅體發(fā)生消碳反應，增加了比表面積，使其對重金屬離子的吸附效果進一步增強。