[發(fā)明專利]一種利用山核桃外蒲殼制備高品質(zhì)活性炭的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210464009.9
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102923701A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪波;徐靖才;金頂峰;彭曉領(lǐng);金紅曉;王新慶;葛洪良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量學(xué)院
• 主分類號: C01B31/10
• 分類號: C01B31/10
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用山核桃外蒲殼制備高品質(zhì)活性炭的方法，屬于材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

山核桃在全國分布范圍較小，主要分布在浙江西北山區(qū)及安徽東南山區(qū)，其中60％分布在浙江省臨安市境內(nèi)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，臨安市境內(nèi)年產(chǎn)山核桃15000-30000噸左右，由此產(chǎn)生的山核桃外蒲殼約為45000-90000噸。山核桃外蒲殼中含一種生物堿，具有較強(qiáng)堿性，且不易腐爛，每年山核桃采摘后所遺棄的山核桃外蒲殼均對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。目前無論是山上堆放還是集中專用場地堆放均無法解決日益增加的山核桃外蒲殼固廢處理，每年臨安市均投入大量人力物力和資金均未獲得良好的效果。本發(fā)明正是利用山核桃外蒲殼作為原料，生產(chǎn)高比表面積活性炭，在一定程度上解決了長期困擾山核桃外蒲殼環(huán)境污染的難題。

制備活性炭的原料十分廣泛，主要分為煤質(zhì)和木質(zhì)原料。煤質(zhì)原料主要有無煙煤、煙煤、褐煤及石油瀝青、石油焦等；木質(zhì)原料主要指果殼、農(nóng)作物秸稈、椰子殼、核桃殼、油棕殼、及紙漿廢液等。制備方法主要是化學(xué)活化法和物理活化法。物理活化法是將原料先進(jìn)行炭化然后在600-1200℃下對炭化物進(jìn)行活化，該法常用的活化性氣體是水蒸氣和二氧化碳。物理活化法工藝特點(diǎn)是活化溫度高(一般在1000℃左右)、活化時間長(幾十小時以上)、設(shè)備投資大、能耗高。而且活性炭的得率低，但對環(huán)境污染較小，故一般在工業(yè)上很少采用該方法合成活性炭。

化學(xué)活化法是將原料與化學(xué)藥品以一定比例混合、浸漬一段時間后，在惰性氣體保護(hù)下將炭化和活化同時進(jìn)行的一種制備方式，實(shí)質(zhì)是化學(xué)試劑鑲嵌入炭顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)中作用而開創(chuàng)出豐富的微孔。常用的活化劑有堿金屬、堿土金屬的氫氧化物和一些酸。與物理活化法相比，化學(xué)活化法的工藝特點(diǎn)是：操作大大簡化，活化溫度降低，時間縮短，能耗降低，并且可通過選擇不同活化劑制得具有特殊孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：不同活化劑及其用量可制得孔徑分布及表面化學(xué)性質(zhì)不同的活性炭，可以獲得高品質(zhì)活性炭，且得率高。

中國發(fā)明專利200710069706的專利“一種煤參雜山核桃基超級活性炭的制備方法”，專利CN200610049742.9的專利“山核桃殼成炭方法及炭裝置”，都是局限于以山核桃殼為原料，比其數(shù)倍多的山核桃蒲殼仍然被亂堆放，嚴(yán)重污染環(huán)境；中國發(fā)明CN200810121864.3的專利“一種利用廢棄山核桃外果皮制備活性炭的方法”是用山核桃外果皮為原料，氯化鋅浸漬的方法制備活性炭，其性能尚未能滿足高品質(zhì)活性炭的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決山核桃外蒲殼對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的問題，并針對現(xiàn)有活性炭技術(shù)的不足，提供一種利用山核桃蒲殼制備高品質(zhì)活性炭的方法。

本發(fā)明的一種利用山核桃外蒲殼制備高品質(zhì)活性炭的方法，其特征在于包括以下具體步驟：

1)將山核桃外蒲殼戶外自然風(fēng)干、曬干，在粉碎機(jī)中粉碎，粉末過200～600目。

2)將步驟1)山核桃蒲殼粉末在氮?dú)獗Ｗo(hù)下炭化，炭化的溫度為500～800℃，炭化時間為0.5～2小時。

3)將步驟2)炭化料與碳酸鈉混合均勻后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下活化，炭化料與氫氧化鉀的重量比為1∶1～1∶10，活化溫度為800～1000℃，活化時間為0.5～2小時。

4)待步驟3)所得產(chǎn)物冷卻后用稀鹽酸和醋酸清洗，再用蒸餾水清洗至洗液pH值為6～7，在130℃下烘干即得到高比表面積活性炭產(chǎn)品。

作為優(yōu)選所述山核桃蒲殼粉末最佳粒度為過400目。

作為優(yōu)選步驟2)最佳炭化溫度為650℃。

作為優(yōu)選步驟2)最佳炭化時間為1.0小時。

作為優(yōu)選步驟3)炭化料與氫氧化鉀的最佳重量比為1∶6。

作為優(yōu)選步驟3)最佳活化溫度為900℃。

作為優(yōu)選步驟3)最佳活化時間為1.5小時。

作為優(yōu)選步驟2)、3)的升溫速率為10℃/min。

作為優(yōu)選步驟4)的稀鹽酸的濃度為0.2mol/L。

作為優(yōu)選步驟4)的醋酸的濃度為1.0mol/L。

本發(fā)明將解決山核桃外蒲殼對當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染，節(jié)約治理成本，為維護(hù)生態(tài)環(huán)境做出巨大貢獻(xiàn)。隨著國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)對高比表面積活性炭產(chǎn)品需求的加大，將會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

具體實(shí)施方式