本发明属于吸附剂，涉及一种吸附剂，尤其涉及一种吸附剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、活性炭是家具生产企业末端vocs气体处理常用的吸附剂。然而，末端vocs气体中夹杂的水汽优先占据活性炭的吸附位点，显著降低了活性炭的使用效能。因此，通过增强活性炭表面疏水性，降低废气中水汽的影响成为重要的研发方向。
2、现有技术中，活性炭疏水改性主要通过添加疏水性极强的有机物或官能团来增强活性炭的表面疏水性，但是，添加疏水性极强的有机物或官能团虽可增强表面疏水性，但同时也会占据活性炭自身的吸附位点与孔容，导致改性活性炭的孔结构与比表面积等物理结构发生显著降低，降低其吸附有机物的效能，不利于实际使用。
3、cn113517486a公开了一种多孔碳/硫化亚铁复合材料及其制备方法和应用，采用阳离子和阴离子交换树脂对废旧磷酸铁锂正极材料酸浸液中的铁和锂进行分离，其中锂留在流出液中，铁富集在树脂中。将吸附铁至饱和的阳离子交换树脂废料用碱液活化后，和吸附铁至饱和的阴离子交换树脂废料分别放入不同烧舟，两个烧舟同时置于高温管式炉煅烧，可以在两个烧舟中同时制备多孔碳/硫化亚铁复合材料。该发明制备过程无需额外添加碳源和金属盐，树脂来源丰富、价格低廉，制备的复合材料可以用于锂离子电池和钠离子电池，电化学性能优越。本发明方法实现废旧磷酸铁锂电池中铁和锂的完全回收以及电池回收过程所用树脂的完全回收，成本低，效益高。
4、cn109482149a公开了一种新型vocs吸附材料，该vocs吸附材料由辅助材料、碳纳米管、氧化石墨制备而成，该vocs制备简单快捷，采用纳米混合介孔材料和碳纳米管、氧化石墨相结合制成辐照颗粒，制成的vocs吸附材料的vocs吸附容量较传统的vocs吸附材料提升，尤其对于甲醛、甲苯吸附表现出优异的性能。可以运用于工业产生领域或者将该吸附剂置于载体中制成便携式的口罩，可降低工业生产的操作人员的潜在的健康风险，该吸附剂具有潜在的市场推广使用价值。
5、目前公开的吸附剂都有一定的缺陷，存在着无法在保留炭材料自身的孔结构与吸附能力的同时，还具有较强的疏水能力。因此，开发设计一种新型的吸附剂及其制备方法至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种吸附剂及其制备方法与应用，本发明中硫化亚铁具有天然的疏水性，在炭材料表面直接负载硫化亚铁，增强了炭材料表面疏水作用的同时，还改善了炭材料的孔结构；本发明中提供的吸附剂既改善了炭材料自身的孔结构与吸附能力，同时还具有较强的疏水能力，在对vocs气体的处理中表现出优异的吸附性能。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种吸附剂，所述吸附剂包括炭材料及所述炭材料表面负载的硫化亚铁。
4、本发明中硫化亚铁具有天然的疏水性，在炭材料表面直接负载硫化亚铁，增强了炭材料表面疏水作用的同时，还改善了炭材料的孔结构；本发明中提供的吸附剂既改善了炭材料自身的孔结构与吸附能力，同时还具有较强的疏水能力，在对vocs气体的处理中表现出优异的吸附性能。
5、优选地，以所述吸附剂的质量为百分百计，所述硫化亚铁的含量为0.5～2.0wt％，例如可以是0.5wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6％wt％、1.8wt％或2wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
6、优选地，所述吸附剂的比表面积为850～1500m2/g，例如可以是850m2/g、900m2/g、950m2/g、1000m2/g、1050m2/g、1100m2/g、1150m2/g、1200m2/g、1250m2/g、1300m2/g、1350m2/g、1400m2/g、1450m2/g或1500m2/g，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
7、优选地，所述吸附剂的孔体积为0.45～0.6cm3/g，例如可以是0.45cm3/g、0.46cm3/g、0.47cm3/g、0.48cm3/g、0.49cm3/g、0.5cm3/g、0.51cm3/g、0.52cm3/g、0.53cm3/g、0.54cm3/g、0.55cm3/g、0.56cm3/g、0.57cm3/g、0.58cm3/g、0.59cm3/g或0.60cm3/g，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8、优选地，所述吸附剂的平均孔径为1.8～2nm，例如可以是1.8nm、1.82nm、1.84nm、1.86nm、1.88nm、1.9nm、1.92nm、1.94nm、1.96nm、1.98nm或2nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
9、优选地，所述吸附剂的微孔比例为83～90％，中孔比例为10～17％。
10、本发明中所述吸附剂的微孔比例为83～90％，例如可以是83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％或90％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
11、本发明中所述吸附剂的中孔比例为10～17％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％或17％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地，所述吸附剂的疏水角为90～120°，例如可以是90°、95°、100°、105°、110°、115°或120°，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、第二方面，本发明提供了一种第一方面所述吸附剂的制备方法，所述制备方法包括：
14、采用液相沉积法制备前驱体，在保护性气氛中对所得前驱体进行热处理，得到所述吸附剂。
15、本发明提供的制备方法中首先制备吸附剂的前驱体，再通过热处理对前驱体进行进一步造孔，增大吸附剂的比表面积与孔容；所述制备方法实现了在炭材料的表面负载具有疏水性的硫化亚铁的同时，还一定程度上增大了炭材料的孔径，因此既增强了炭材料表面的疏水能力，又强化了改性活性炭的吸附效能；所述制备方法还具有操作简易、易于推广、成本较低及不使用大量的有机化学试剂的优点。
16、优选地，所述液相沉积法包括：混合炭材料与铁源，随后逐滴加入硫化剂。
17、优选地，所述铁源包括铁盐溶液，所述混合包括将炭材料浸渍于铁盐溶液中。
18、优选地，所述混合中炭材料与铁盐溶液的质量比为1:(0.005～0.02)，例如可以是1:0.005、1:0.06、1:0.008、1:0.01、1:0.012、1:0.014、1:0.016、1:0.018或1:0.02，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19、优选地，所述混合中炭材料与铁盐溶液中铁盐的质量比为1:(0.15～0.6)，例如可以是1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45、1:0.5、1:0.55或1:0.6，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、优选地，所述炭材料包括活性炭、炭纤维或碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括活性炭与炭纤维的组合，炭纤维与碳纳米管的组合，或活性炭、炭纤维与碳纳米管的组合。
21、优选地，所述铁盐溶液中铁盐包括亚铁盐和/或三价铁盐。
22、优选地，所述硫化剂包括硫化钠和/或过硫酸钠等。
23、优选地，所述热处理包括依次进行的升温与保温。
24、优选地，所述升温的速率为1～20℃/min，终点温度为400～700℃。
25、本发明中所述升温的速率为1～20℃/min，例如可以是1℃/min、2℃/min、4℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min、12℃/min、14℃/min、16℃/min、18℃/min或20℃/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26、本发明中所述升温的终点温度为400～700℃，例如可以是400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、640℃、660℃、680℃或700℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27、优选地，所述保温的时间为0.5～4h，例如可以是0.5h、0.7h、0.9h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
28、作为本发明所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括：
29、将炭材料浸渍于铁盐溶液中，所述炭材料与铁盐溶液中铁盐的质量比为1:(0.15～0.6)，随后逐滴加入硫化剂，得到前驱体，在保护性气氛中对所得前驱体进行热处理，所述热处理包括以1～20℃/min的速率升温至400～700℃后保温0.5～4.0h，得到所述吸附剂。
30、第三方面，本发明提供了一种第一方面所述吸附剂的应用，所述吸附剂用于vocs气体处理。
31、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
32、(1)本发明中硫化亚铁具有天然的疏水性，在炭材料表面直接负载硫化亚铁，增强了炭材料表面疏水作用的同时，还改善了炭材料的孔结构；本发明中提供的吸附剂既改善了炭材料自身的孔结构与吸附能力，同时还具有较强的疏水能力，在对vocs气体的处理中表现出优异的吸附性能；
33、(2)本发明提供的制备方法中首先制备吸附剂的前驱体，再通过热处理对前驱体进行进一步造孔，增大吸附剂的比表面积与孔容；所述制备方法实现了在炭材料的表面负载具有疏水性的硫化亚铁的同时，还一定程度上增大了炭材料的孔径，因此既增强了炭材料表面的疏水能力，又强化了改性活性炭的吸附效能；所述制备方法还具有操作简易、易于推广、成本较低及不使用大量的有机化学试剂的优点。
1.一种吸附剂，其特征在于，所述吸附剂包括炭材料及所述炭材料表面负载的硫化亚铁。
2.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，以所述吸附剂的质量为百分百计，所述硫化亚铁的含量为0.5～2wt％。
3.根据权利要求1或2所述的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的比表面积为850～1500m2/g。
4.根据权利要求1～3任一项所述的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的孔体积为0.45～0.6cm3/g；
5.根据权利要求1～4任一项所述的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的疏水角为90～120°。
6.一种权利要求1～5任一项所述吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述液相沉积法包括：混合炭材料与铁源，随后逐滴加入硫化剂；
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述热处理包括依次进行的升温与保温；
9.根据权利要求6～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.一种权利要求1～5任一项所述吸附剂的应用，其特征在于，所述吸附剂用于vocs气体处理。
