[發明專利]一種利用檉柳制備活性炭的方法

無效

• 申請號: 201210585259.8
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN103011160A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 郭衛華;王成棟;王仁卿
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B31/12
• 分類號: C01B31/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種活性炭的制備方法，具體的是一種利用檉柳制備活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域。

背景技術

活性炭是一種優質吸附劑,具有獨特的孔隙結構和表面活性官能團,具有足夠的化學穩定性、機械強度及耐酸、耐堿、耐熱,以及不溶于水和有機溶劑,使用失效后容易再生等良好性能,在食品加工、制藥、化學、冶金、農業、環保等方面有著極其廣泛和重要的應用，直接采用木材（如速成楊等）做原材料需要的成本太高，不適合生產活性炭。近幾年，煤和木屑資源短缺日趨嚴重，因此不斷開發活性炭生產的原料、探索新的工藝條件、增加新品種是我國乃至世界活性炭工業發展的重要任務。針對傳統活性炭制備原料資源短缺的問題，近幾年開發了利用果殼、鋸末、谷物殼、花生殼、稻草秸稈為原料來制備活性炭，取得了較好的成果，但采用果殼、鋸末、谷物殼、花生殼等廢棄的植物組織來制備活性炭，一方面原材料收集困難，制備活性炭的原料受到極大的限制，難以實現大規模量產。另一方便由于形成活性炭主要依靠原材料中的有機質木質素，纖維素等，而上述果殼、鋸末、谷物殼、花生殼等廢棄的植物組織中木質素、纖維素含量少,原材料的不同導致制備的活性炭吸附性能參差不齊。

中國專利CN102211767公開了一種文冠果子殼制備顆粒活性炭及工藝方法，包括如下步驟：（1）將文冠果子殼進行粉碎，過篩處理后干燥再粉碎，（2）酸浸，（3）干燥、活化；（4）漂洗、干燥、過篩得成品活性炭，原料來自文冠果生物柴油的加工剩余物，使其變廢為寶，工藝簡單，生產成品低。但該專利存在以下缺點：1、文冠果分布范圍有限，覆蓋率較低，2、文冠果坐果率受環境條件影響較大，導致其坐果率波動性較大，這兩方面因素導致文冠果子殼原料受到了很大的限制。3、如果品種選擇不當，文冠果樹長大后會形成只開花不結果的“千花一果”現象，這不僅不能達到豐產創造經濟效益的目標還白白浪費了土地和勞動力等資源。

檉柳為溫帶及亞熱帶樹種，分布面積廣闊，生命力極強，喜光、耐旱、耐寒，亦較耐水濕。極耐鹽堿、沙荒地，根系發達，萌生力強，極耐修剪刈割。黃河三角洲地區為檉柳在中國的主要分布區。由于黃河三角洲鹽漬化程度較高，其他植物很難生長，特耐鹽堿的黃河三角洲檉柳是這個地區植被的代表植物,它幾乎遍布了這塊土地的每一個角落。修剪下來的檉柳枝條常被丟棄、燃燒或腐爛，不僅對環境造成了一定的影響，還浪費了資源。

發明內容

針對現有技術活性炭原料匱乏，而檉柳枝條利用率低的不足，本發明提供一種利用檉柳制備活性炭的方法。本發明采用黃河三角洲檉柳枝條作為原料，原料豐富，易得，擴大了生產活性炭原材料的來源，降低生產活性炭的成本。

原料說明：

本發明采用的檉柳枝條,取自黃河三角洲，其中水分占4.9～5.4wt%，灰分2.2～2.6wt%，有機質92.0～92.9wt%，有機質主要為木質素和木質纖維。

本發明的技術方案如下：

一種利用檉柳制備活性炭的方法，包括如下步驟：

（1）取檉柳枝條，切割后晾干或烘干、粉碎，過20～40目篩，制成檉柳粉末；

（2）取篩下的檉柳粉末加入濃度為50～60wt%的磷酸混合浸泡，所述檉柳粉末與磷酸質量比為1:2～1:3，所述的浸泡時間為12～18小時；

（3）步驟（2）浸泡后的檉柳粉末由100℃加熱升溫至300℃，所述的升溫速率為4～6℃/min；繼續加熱，加熱至溫度為400℃～600℃，保溫4～5小時，冷卻至常溫，制得活性炭中間產物；

（4）取步驟（3）制得的活性炭中間產物，用稀鹽酸或熱水浸泡30～40分鐘,浸泡后再用蒸餾水水洗至pH值為5～7,然后80～110℃條件下烘干,研磨、粉碎，制得活性炭。

本發明優選的，步驟（1）所述的晾干溫度為20℃～30℃，烘干溫度為100℃～110℃。

本發明優選的，步驟（2）中浸泡條件為：常溫下浸泡12小時，磷酸的濃度為50wt%，檉柳粉末與磷酸質量比為1:3。

本發明優選的，步驟（3）中的加熱是將步驟（2）浸泡后的檉柳粉末加入到坩堝中,再將坩堝置于馬弗爐中進行加熱，所述的馬弗爐中溫度由100℃加熱升溫至300℃，所述升溫速率為5℃/min，繼續對馬弗爐加熱，加熱至溫度為400℃，保溫時間4～5小時。

本發明優選的，步驟（4）中的稀鹽酸為濃度1wt%～5wt%的稀鹽酸,熱水的溫度為60℃～80℃。用稀鹽酸或熱水浸泡有利除去活性炭中間產物中的雜質，浸泡使雜質充分溶解。