[發明專利]微波法制備棉桿皮活性炭纖維的方法

無效

• 申請號: 201110067138.X
• 申請日: 2011-03-18
• 公開（公告）號: CN102191588A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 岳欽艷;孫媛媛;高寶玉;黃理輝;許醒;姚付江
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: D01F9/16
• 分類號: D01F9/16;D01C1/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 于冠軍

技術領域

本發明涉及一種利用微波制備棉稈皮活性炭纖維的方法，屬于活性炭制備技術領域。

背景技術

活性炭纖維是繼粉末活性炭和顆粒活性炭之后發展起來的一種新型炭質吸附劑材料，其比表面積大、微孔豐富、孔徑分布窄、吸脫附速度快、再生能力強，具有大的吸附容量和好的吸附動力學性能，因此廣泛用于環保、紡織、化學、電子、醫療、食品、原子能等行業。目前制備活性炭纖維的原料主要有粘膠絲、聚丙烯睛基纖維、瀝青纖維和酚醛纖維等，用這些原料制備活性炭存在能耗高、污染嚴重的問題。

我國是產棉大國，全國棉花耕種面積460萬hm²，按每公頃棉花秸稈產量600kg計算，每年全國棉花秸稈產量約為2760萬t。棉桿皮是一種良好的韌皮纖維，纖維素含量較高，占全棉桿的30-35％左右。因此，充分利用好棉桿皮纖維緩解我國纖維產量不足具有重大的意義。經檢索目前還沒有關于用棉桿皮為原料制備活性炭纖維的工藝介紹。

發明內容

本發明針對現有活性炭纖維制備技術存在的能耗高、污染嚴重等不足，提供一種快速、簡單、環保的微波制備棉桿皮活性炭纖維的方法。

本發明的微波制備棉桿皮活性炭纖維的方法，包括以下步驟：

(1)生物處理：將棉桿皮水洗除雜，剪成段狀，使含水率保持在50％-60％，接種白腐菌后，保持溫度在28℃-33℃下發酵處理3-5天，經再次洗滌后，在100℃-120℃下烘干；

(2)化學處理：按質量比1∶2-1∶3的比例將經步驟(1)處理后的棉桿皮纖維浸漬于質量濃度為20％-25％的KOH、20％-25％的NaOH或者40％-50％的H₃PO₄溶液中，浸漬8小時-12小時；

(3)將步驟(2)浸漬過的棉稈皮纖維置于微波爐中，在700-800W炭化活化5分鐘-15分鐘后停止加熱，冷卻至室溫后取出，先用80℃-90℃的自來水洗滌，再用去離子水洗滌至pH值6-7，烘干或自然晾干，即制得棉稈皮活性炭纖維。

本發明以棉稈皮為原料制備活性炭纖維，制備工藝簡單，制備速度快，原料充足，價格低廉，制備的活性炭孔隙發達，吸附作用強，性能優良，可有效的去除有害污染物，解決了傳統活性炭纖維制備過程中產生的環境污染問題，有利于環境保護。

具體實施方式

實施例1

將棉桿皮預先水洗除雜，剪成段狀，將棉桿皮移至培養箱中，使含水率保持在50％-60％，接種白腐菌，保持溫度在28℃-33℃發酵處理3-5天，以去除非纖維素類物質，經再次洗滌后，在100-120℃下烘干；按質量比1∶2.5浸漬于質量濃度40％-50％的磷酸溶液中，浸漬10小時；將上述浸泡過的棉稈皮纖維置于微波爐中，700W下炭化活化10分鐘，關閉電源后自然冷卻至室溫取出；先用80℃-90℃的自來水、后用去離子水洗滌至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉稈皮活性炭纖維。

實施例2

發酵階段同實施例1所述；然后，按質量比1∶2浸漬于質量濃度為20％-25％的KOH溶液中，浸漬12小時；將上述浸泡過的棉稈皮置于微波爐中，在800W炭化活化5分鐘，關閉電源后自然冷卻至室溫后取出；先用80℃-90℃的自來水、后用去離子水洗滌至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉稈皮活性炭纖維。

實施例3

發酵階段同實施例1所述；然后，按質量比1∶3浸漬于質量濃度為25％的NaOH溶液中，浸漬8小時；將上述浸泡過的棉稈皮置于微波爐中，在750W炭化活化15分鐘，關閉電源后自然冷卻至室溫后取出；先用80℃-90℃的自來水、后用去離子水洗滌至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉稈皮活性炭纖維。