[發(fā)明專利]一種MgO負載漢麻稈活性炭的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510680420.3
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN106607007A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳瑤;高建民;張驥;郝新敏
• 申請（專利權）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C01B32/348
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種MgO負載漢麻稈活性炭的制備方法，屬于活性炭制造和改性方面的技術領域。此外，還涉及到工農業(yè)生產(chǎn)中固體廢棄物的資源化處理。

背景技術

漢麻是一類具有天然纖維結構的草本植物，該植物種植周期較短，對環(huán)境的適應能力較強，我國南方地區(qū)種植量較大。目前對于漢麻的主要應用還是在使用其韌皮部纖維來制造紡織品，而對于占植物整體大約80％的漢麻稈卻沒有得到充分的利用，因此在很大程度，造成了資源的浪費。漢麻稈的組成成分和結構與普通木材相似，其中包含了纖維素、半纖維素、木質素以及發(fā)達的孔隙結構。同時，漢麻稈材料具有天然的納米級微孔結構，這種結構經(jīng)過炭化以后可以保存下來，因此是制備富含大量微孔活性炭材料的極佳原料。

納米氧化鎂是廣泛應用于有毒廢物的治理、催化、抗菌等領域的重要功能材料，它表面存在大量缺陷、邊、角、臺階等活性位使其可以作為吸附劑，吸附有害氣體或是去除水中有害金屬離子。納米氧化鎂原料成本低，制備工藝簡便，而且重要的一點納米氧化鎂的催化降解過程不需要光激發(fā)、不需要依賴紫外光光照，因此納米氧化鎂是應用最為廣泛的一種納米抗菌材料。如果將納米氧化鎂負載于活性炭上，那么其比表面積將更高，化學性能也會得到進一步的提升，所以近年來納米氧化鎂活性炭負載型催化劑的制備和性能測試成為國內外研究的重點。

活性炭作為一種常見的吸附材料，具有價格低廉、孔隙結構發(fā)達、比表面積大、吸附能力較強以及機械強度可靠等優(yōu)點。漢麻稈是一種具有天然孔隙結構的農作物秸稈，經(jīng)過KOH活化后，制備而成的漢麻稈活性炭很好的繼承了前驅體的孔徑結構。使用漢麻稈活性炭作為載體，可以很好地解決納米氧化鎂使用后出現(xiàn)的回收困難的問題，并且提高了納米氧化鎂的比表面積，從而提高反應活性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的旨在針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種MgO負載漢麻稈活性炭的制備方法。該制備方法工藝簡便，成本廉價，易于控制，并將活性炭作為載體與氧化鎂的催化降解性能結合起來，極大提高了吸附降解污染物的效率。

本發(fā)明所采用的技術方案為：一種MgO負載漢麻稈活性炭的制備方法，其具體步驟如下：

(1)將漢麻稈切成5～8cm長的短條，干燥后將其置于炭化爐中進行炭化處理。炭化溫度為500℃，炭化時間為2小時。

(2)使用粉碎機將炭化后的原料粉碎成能過80～100目篩子的炭粉末。再以氫氧化鉀為活化劑，將漢麻稈炭粉在氫氧化鉀溶液中浸漬24h后烘干。

(3)將烘干后的樣品置于箱式電阻爐中進行活化處理，活化溫度為800℃，活化時間為2h。活化之后將樣品取出水洗至中性后烘干，即制得漢麻稈活性炭

(4)將一定量80～100目的漢麻稈活性炭粉末置于一定濃度的硝酸鎂溶液和氫氧化鈉溶液中并混合均勻。

(5)將混合均勻后的樣品放入超聲波清洗機中進行超聲波震蕩。震蕩過后再用去離子水反復清洗以除去雜質

(6)將清洗干凈后的樣品放入干燥箱內烘干30min后，再放入箱式電阻爐內煅燒，即得到MgO負載的漢麻稈活性炭。

在步驟2中，氫氧化鉀和碳化料粉末的質量比為1～4∶1，氫氧化鉀溶液的濃度為50％。

在步驟4中，硝酸鎂溶液的濃度為0.2～0.6mol/L，氫氧化鈉溶液的濃度為0.2～0.6mol/L。

在步驟5中，超聲波震蕩的反應時間為20～60min，反應溫度為40～80℃。

在步驟6中，煅燒溫度為500℃，煅燒時間為2h。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果：

1、以漢麻稈為原料，通過KOH活化法制備了含有發(fā)達微孔結構和大比表面積的負載了納米氧化鎂的漢麻稈活性炭，從而實現(xiàn)了對有毒氣體和污水的吸附降解以及對環(huán)境的治理和保護。

2、將活性炭作為載體與氧化鎂的催化降解性能結合起來。一方面利用活性炭對廢水以及染料等具有良好的吸附性能，另一方面利用氧化鎂對污染物進行徹底降解，極大提高了吸附降解污染物的效率。

3、該制備方法流程簡單，工藝簡便，成本廉價，易于控制，有著良好的發(fā)展前景和進一步深入拓展研究的價值。

具體實施方式

下面結合具體實施事例，對本發(fā)明進行詳細說明：

實施例1

(1)將漢麻稈切成5～8cm長的短條，干燥后將其置于炭化爐中進行炭化處理。炭化溫度為500℃，炭化時間為2小時。