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活性炭是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)，石油工業(yè)，食品工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，飲用水處理等行業(yè)不可缺少的處理吸附，脫色，凈化劑，應(yīng)用范圍十分廣泛，尤以粒狀活性炭最為重要，世界上許多國家和地區(qū)都十分重視它。在日本，丹麥，瑞典，美國等發(fā)達國家研究，生產(chǎn)應(yīng)用活性炭的歷史近百年；在中國雖然起步較晚，但在應(yīng)用硬果殼制備活性炭的生產(chǎn)工藝方面有較大的成功，先后有采用核桃殼，椰子殼，棕櫚殼，桃核，杏仁殼及木屑等為原料來制備粒狀或粉狀活性炭，由硬果殼制備的活性炭均為粒狀，可再生重復(fù)使用，應(yīng)用價值大；由木屑制備的粒狀活性炭，生產(chǎn)成本較低，一般為一次性使用，不便于再生。活性炭生產(chǎn)方法可分為物理活化法和化學(xué)活化法兩大類，各有優(yōu)缺點，但化學(xué)活化法由于活化劑種類及濃度的不同而使活性炭的孔徑大小，長短等主要技術(shù)指標有較大的差異，人們通過控制選擇活化劑，活化劑濃度，PH值大小；活化溫度高低等條件來達到制備出不同規(guī)格型號的粒狀活性炭，以供不同用途選用。

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本發(fā)明涉及一種在泡沫炭材料表面原位合成Si3N4涂層的方法，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。其主要特點在于利用泡沫炭多孔結(jié)構(gòu)及Si3N4納米纖維復(fù)合體對自來水中顆粒及污染物的過濾和吸附功能實現(xiàn)軟凈水一體化功能。

　活性炭是利用富碳的原料，通過物理或化學(xué)的方法，經(jīng)炭化活化制得的產(chǎn)品。制造活性炭的原料包括各種煤炭（約占52%）、木材（約33%）、椰子殼和各種堅果殼、果核（10%）、以及其它農(nóng)林副產(chǎn)品（少于5%）。煤炭作為一種重要的化工原料，特別是在我國的煤炭供應(yīng)嚴重不足的情況下，用煤炭生產(chǎn)活性炭成本較高。近年來，由於我國天然林保護工程的實施，國內(nèi)木材產(chǎn)量銳減，擴大木質(zhì)活性炭生產(chǎn)規(guī)模也受到限制。而另一方面，國際市場上商業(yè)活性炭的價格持續(xù)下降。隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展和世界經(jīng)濟一體化進程，尋找價格低廉且資源豐富的活性炭生產(chǎn)原料已成為我們的當務(wù)之急。竹材，是一種可再生的林業(yè)產(chǎn)品，它的化學(xué)組成與木材基本相同（纖維素、半纖維素和木素等），作為活性炭的生產(chǎn)原料有著廣闊的前景。采用竹材生產(chǎn)活性炭不僅能獲得經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益，又能促進竹類資源的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)與提升。研究中的有關(guān)成果（例如表面化學(xué)特性與相吸附能力的關(guān)系、一步法制備高效活性炭工藝、炭化過程的兩步連續(xù)反應(yīng)數(shù)學(xué)模型、和活性炭的表面官能團及其化學(xué)吸附機理的研究等）引起國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，紛紛來信索取論文單行本，并通過電子郵件深入討論。正是基于創(chuàng)造性地利用農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)換成高效的環(huán)保產(chǎn)品，2001年10月與新加坡南洋理工大學(xué)賴奕章(Lua Aik Chong)教授共享由Asian Economic Review 主辦的2001年亞洲發(fā)明大獎(Asian Innovation Award 2001)。本人愿為我國竹材資源的合理利用、高效低價活性炭的開發(fā)生產(chǎn)、吸附分離理論體系的完善、以及開發(fā)活性炭的應(yīng)用新領(lǐng)域貢獻自己微薄的力量。

傳統(tǒng)的無鹵膨脹型阻燃劑 (IFR) 是由酸源聚磷酸銨 (APP) 、炭源季戊四醇 (PER) 和氣源三 聚氰胺 (MA) 所組成，季戊四醇雖然具有較好的成炭性，但由于其分子量低，與材料相容性 差、熱穩(wěn)定性和耐水性差，在與樹脂的高溫復(fù)合加工過程以及所制備的阻燃材料在潮濕環(huán)境中 使用受到很大的限制。 該成炭劑TT4與聚磷酸銨APP按TT4 : APP=1 : 2的配比，在聚合物中IFR重量配比30%時， 阻燃氧指數(shù)達到35以上，同時達到UL-94 V0級別，無溶滴現(xiàn)象，比傳統(tǒng)的三嗪類成炭劑的綜合 成炭效率高，可廣泛應(yīng)用于聚烯烴、聚苯乙烯類樹脂 (ABS和HIPS等) 、PBT、PET、尼龍、環(huán) 氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、彈性體等多種場合。該成炭劑具有 THEIC的超支化結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的成炭能力，可以形成致密的炭層厚度和堅韌的炭層強度，與 聚磷酸銨等P-N系無鹵阻燃劑配合，具有十分理想的協(xié)同效應(yīng)，賦予材料卓越的阻燃性能，是 十分理想的。 目前市場上三嗪類成炭劑均采用三聚氯氰為起始反應(yīng)物，涉及溶劑后處理和氯化氫尾氣 處理問題，對環(huán)境有一定的污染且生產(chǎn)成本高。本項目以THEIC為主要原料，通過固相熔融反 應(yīng)，反應(yīng)過程中無溶劑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

蘭炭也稱半焦碳，是由低變質(zhì)煤在隔絕空氣的情況下加熱獲得的固體產(chǎn)品。在蘭炭生產(chǎn)過程中，小于3 mm的蘭炭粉末約占總質(zhì)量的10%，這部分蘭炭粉(半焦)是用廉價的末煤干餾而成，成本較塊煤降低近20%。因其粒度小，不符合生產(chǎn)工藝要求，只能被當作低級燃料廉價處理或被棄置于河道或地頭。這不僅造成大量能源浪費，限制蘭炭的經(jīng)濟效益，而且對環(huán)境造成嚴重污染。 利用蘭炭末制備新材料是有意義的事情，將其改性制備成高性能的鋰電池，不僅可以大幅提升蘭炭的經(jīng)濟效益，減少廢料堆環(huán)境的污染，也將降低鋰離子電池的成本。目前研究表明：對蘭炭末進行高溫石墨化處理，性能可以達到鋰離子電池負極的性能指標。放電容量達到了300mAh/g以上。循環(huán)壽命，循環(huán)300次后，容量沒有衰減。該項目對環(huán)境保護和資源利用有較大的益處，與現(xiàn)有鋰電池負極材料相比，有一定的成本優(yōu)勢。

項目簡介 雙甘膦是農(nóng)藥草甘膦的中間體，草甘膦是一種高效、低毒、光譜、安全的除草劑， 具有良好的內(nèi)吸、傳導(dǎo)性能，是目前除草劑產(chǎn)量最大的品種。雙甘膦產(chǎn)生的廢水不僅量 大且污染負荷高，很難處理。根據(jù)本項目利用鐵炭微電解方法處理雙甘膦生產(chǎn)產(chǎn)生廢水， 不僅成本低、以廢治廢，已開發(fā)成套處理裝備，處理效果顯著，相類似的化工廢水處理 可采取類似工藝和裝備。 產(chǎn)品性能、指標 采用鐵炭微電解為主要工藝處理雙甘膦

炭材料因其具有豐富的組織結(jié)構(gòu)和許多優(yōu)異的性能而獲得了廣泛的應(yīng)用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纖維等炭材料早已深入到社會生活的各個領(lǐng)域并為人們所熟知，炭富勒烯及炭納米管的發(fā)現(xiàn)引起了人們對納米級炭材料的研究熱潮。炭元素同時可以形成球狀結(jié)構(gòu)，粒徑大小范圍從幾十納米至幾十微米間的球形炭材料，由于具有耐熱、耐化學(xué)腐蝕性、強度高、粒徑大小及比表面積可調(diào)，可在吸附、儲能儲氣、納米器件、催化劑載體、潤滑劑等方面得到廣泛的應(yīng)用。 從瀝青制備炭微球已為人們所熟知，具體方法有直接熱縮聚法、液相乳化法、懸浮法，所得到的炭球粒徑一般在幾十到上百微米。近年來興起了一些新的制備炭微球及納米球的方法，如加壓炭化法、電弧放電法、氣相沉積法、熱解法等，極大的豐富了炭微球及納米球的制備工藝。然而，這些方法總是存在這樣或那樣的局限性，如工藝繁瑣、收率低、產(chǎn)品不均一、成本高等。 本技術(shù)提供一種單純以聚丙烯腈為前驅(qū)體的生產(chǎn)炭微納米球的方法，該方法直接以聚丙烯腈球為前驅(qū)體制備炭納米球，無需共聚或包覆其它需去除性物質(zhì)。該方法工藝簡單，產(chǎn)率高，適于大規(guī)模生產(chǎn)。 具體工藝包括： 1.聚丙烯腈球的無皂乳液聚合 將單體丙烯腈、無離子水以一定比例混合，氮氣保護下劇烈攪拌以除去空氣，然后升溫，加入引發(fā)劑進行乳液聚合，反應(yīng)2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；將該乳液冷凍干燥后得到粒徑為150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的穩(wěn)定化 將步驟（1）得到的聚丙烯腈微納米球粉末置于鼓風干燥箱中，程序升溫，在180～350℃進行預(yù)氧化穩(wěn)定化處理，氧化時間為1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微納米球。 3.聚丙烯腈球的高溫炭化 將步驟（2）得到的穩(wěn)定化后的聚丙烯腈球在惰性氣體保護下于700～1500℃程序升溫，進行炭化處理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微納米球。 球徑可控且純度極高，無需分離等后續(xù)工藝。如果進一步石墨化可獲得微納米石墨球。

該催化劑屬專利技術(shù)，該催化劑適用于焦化廢水處理。 鋼鐵工業(yè)煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960-100℃，得到焦碳和一些化工產(chǎn)品。同時，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量難以生物降解的芳香族有機物、雜環(huán)及多環(huán)化合物，且酚含量較高，這些污染物如果未經(jīng)處理或處理不當隨廢水排放，將對水體產(chǎn)生嚴重污染。國內(nèi)外對焦化廢水的處理都沒有理想的處理方法。 目前，用固體催化劑處理焦化廢水的方法主要有催化濕式氧化法、光催化氧化法等。催化濕式氧化法是八十年代國際上發(fā)展起來的一種處理高濃度難生物降解有機廢水的處理技術(shù)（US 4699720,1987）。它是在反應(yīng)釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機物氧化成CO2、H2O等無害物，以達到凈化的目的。至今有多種過度金屬氧化物被認為對濕式氧化有催化活性，中國大連化學(xué)物理研究所（水處理技術(shù)23(1997,2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長，但價格昂貴，使其應(yīng)用受到極大的限制。光催化氧化法是光催化過程采用半導(dǎo)體材料為催化劑，在可見或紫外光作用下，有一部分近紫外光（290-400nm）極易被有機污染物吸收，在有活性物質(zhì)存在時發(fā)生強烈的光化學(xué)反應(yīng)，使有機物發(fā)生降解。半導(dǎo)體光催化劑主要有TiO2、ZnO、WO3等物質(zhì)，其中以TiO2光催化劑的研究最為活躍（應(yīng)用化學(xué)18（2001（11））912-914）。光催化氧化技術(shù)對染料廢水、農(nóng)藥廢水、酚類物質(zhì)及制藥廢水都有較好的處理效果，但此工藝要實現(xiàn)工業(yè)化還需要在提高催化劑的活性、解決催化劑的分離、開發(fā)高效光反應(yīng)等方面取得突破性成果。 技術(shù)內(nèi)容： 主要解決的技術(shù)問題是：提出一種處理焦化廢水用催化劑的制備方法，應(yīng)用該催化劑與H2O2共同作用催化氧化處理焦化廢水。 這種活性炭載氧化銅催化劑，其組分和含量為：氧化銅重量百分比含量為1.0-5.0%，活性炭重量百分比含量為95.0-99.0%。 技術(shù)特點： 活性炭載氧化銅催化劑的制備是以硝酸銅為原料，以活性炭為載體，將氧化銅載到活性炭上，催化劑制備方法簡便、價格低廉、穩(wěn)定性好、催化活性高。用該催化劑催化氧化處理焦化廢水，可在35-40°C條件下直接進行，易于操作，反應(yīng)條件溫和，COD去除率高。