[發明專利]利用廢棄羊毛制備活性炭的方法

有效

• 申請號: 201110106698.1
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102161485A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 陳悟;王訓階;王敏;李玉廣;祝荻;崔永明;蔡映杰
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C01B31/12
• 分類號: C01B31/12;B09B3/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 伍見

技術領域

本發明屬于材料化工和環境科學領域，涉及一種活性炭的制備方法，具體涉及一種利用廢棄羊毛制備活性炭的方法。

背景技術

我國羊毛資源豐富，是世界上最大的綿羊飼養國，第二大羊毛生產國，同時又是最大的羊毛進口國，是毛紡業生產大國。由于羊毛品質、飼養管理和紡織技術的限制，每年都有大量的羊毛短纖維、粗纖維被廢棄；同時，很多的破舊羊毛衫被丟棄這些不僅造成了資源的浪費，而且污染環境。因此研究廢棄羊毛纖維的回收再生利用及其方法，對有效利用和保護自然資源，實現可持續發展有著十分重要的意義。

目前人們對廢棄羊毛的回收利用方式主要是物理、機械和簡單的化學手段，其附加值不高：專利號90106269.3公布了一種“毛下腳廢料再生利用工藝”；該專利是將那些毛下腳廢料經過分級分選后梳理后，紡成紗線再利用。專利號96118811.1公布了一種“利用廢舊羊毛只作噴膠毛的方法”；專利號200610105141.5公布了一種“利用制革廢棄羊毛提取胱氨酸的方法”；專利號201010254590.2公布了一種“廢毛發水解提取胱氨酸技術”。這些方式均存在利用率低，附加值低和二次污染等問題，不能充分利用廢舊羊毛資源。而將羊毛加工成具有特殊管狀結構的活性炭還未見相關的專利和報道。利用紡織行業廢棄材料羊毛或者廢舊的羊毛衫制備具有特殊性能的活性炭，不僅可以使這種資源得到充分利用，也可以減少由廢棄物引起的環境污染問題，是一種有效的變廢為寶的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用廢棄羊毛制備活性炭的方法，既避免了廢棄羊毛造成的污染，又能夠制備獲得具有特殊性能的活性炭管，且整個方法符合清潔生產和循環經濟的要求。

本發明是這樣實現的：

一種利用廢棄羊毛制備活性炭的方法，具體步驟為：

步驟一、將廢棄羊毛用水清洗數次以去除羊毛上附著的雜質，于105±5℃烘干后，剪碎為長度小于5mm短毛，在氮氣保護下于管式反應器中升溫至260℃，熱解處理30至60min，形成具有管狀結構的初炭；

步驟二、將上述初炭與粉狀活化劑按照1∶3至1∶4的質量比混合均勻，置于管式反應器中進行高溫活化處理，升溫到400至700℃，再保溫30至90min，冷卻至室溫取出；用水清洗至清洗液pH值為6.5～7，取出固體物質烘干后即得到以羊毛為原料的活性炭。

其中，所述步驟一中升溫速度為5至10℃/min；

步驟二中活化劑是指ZnCl₂、K₂CO₃、Na₂CO₃、Na₂HPO₄和K₂HPO₄中的一種；

步驟二中升溫速度為5至10℃/min。

在步驟一和步驟二中，采用的管式反應器均為本領域常用的反應器，如可采用管式馬弗爐。

本發明優選的羊毛取自于澳洲美奴羊，該羊毛的主要元素含量為：碳46.53％、氫6.64％、氧29.20％、氮14.97％，硫2.59％，灰分0.067％；制備的初炭主要元素含量為：碳66.68％、氫3.81％、氧19.92％、氮8.29％，硫0.91％，灰分0.39％；最終制備的活性炭主要元素含量為：碳69.30％、氫3.63％、氧17.70％、氮7.90％，硫0.87％，灰分0.60％。其他的廢棄羊毛或廢舊羊毛衫也都是天然、來源豐富、價格低廉的加工活性炭的優質原料。

利用本發明的方法生產活性炭，避免了廢棄羊毛造成的污染，同時由于羊毛的特殊結構，制備的活性炭是管狀結構，具有特殊性能和用途，產品附加值高；且整個生產方法基本不產生污染，符合清潔生產和循環經濟的要求，具有很大的市場價值和社會效益。

附圖說明

圖1是利用廢棄羊毛制備活性炭的方法的工藝流程圖；

圖2是實施例一至四制備的活性炭的電鏡掃描圖。

具體實施方式

下面結合圖1和圖2對本發明做進一步的說明。

選取K₂CO₃作為活化劑，磨細備用。根據不同的初炭與活化劑的質量比以及不同的活化溫度，分別采用如下實施例一至四的實施方式。

具體如下：

實施例一