[發(fā)明專利]一種芡實殼基活性炭材料的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711312210.4 | 申請日： | 2017-12-07 |
| 公開（公告）號： | CN109896523A | 公開（公告）日： | 2019-06-18 |
| 發(fā)明（設計）人： | 吳小文;張海燕;劉艷改;黃朝暉 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國地質(zhì)大學（北京） |
| 主分類號： | C01B32/324 | 分類號： | C01B32/324;C01B32/348 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100083 北京市海*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 芡實殼 浸漬 烘箱 活性炭材料 混合物 活化劑 制備 清洗 活性炭樣品 充分混合 氮氣保護 孔徑分布 隨爐冷卻 管式爐 放入 粒徑 保溫 去除 全程 | ||
本發(fā)明系芡實殼基活性炭材料制備方法，包括以下幾個步驟：(1)清洗芡實殼，去除其表面的雜質(zhì)。將清洗后的芡實殼放入100℃烘箱中24h，使其干燥。將干燥后的芡實殼粉碎，使其粒徑為2～4mm。(2)將芡實殼顆粒與KOH+KCl混合物(活化劑)溶液按浸漬比為：活化劑(KOH:KCl＝3:1，1:1，1:3)質(zhì)量：芡實殼顆粒質(zhì)量＝4充分混合。將浸漬20h后的混合物放置在100℃烘箱中24h，使其干燥。(3)將浸漬并干燥后的芡實殼顆粒放置在管式爐中，以5℃/min的升溫機制升溫至700℃，再以1℃/min的升溫機制升溫至800℃，并在該溫度下保溫2h，后隨爐冷卻至室溫，升溫至降溫全程氮氣保護，從而得到芡實殼基活性炭樣品。該材料具有比表面積大，孔徑分布層次明顯，成本低等優(yōu)點。
技術(shù)領域：
本發(fā)明提供一種芡實殼基活性炭材料的制備方法，屬于炭材料領域。
背景技術(shù)：
活性炭是用含炭為主的材料作為原料，經(jīng)活化和碳化制成的，經(jīng)一系列工序處理后在活 性炭的碳晶格間會形成形狀和大小不一的發(fā)達的孔隙，吸附作用主要發(fā)生在其孔隙的表面。 活性炭的比表面積一般可達500～1700m2/g，活性炭的吸附量不僅與比表面積有關(guān)，而且還取 決于其孔的構(gòu)造和分布情況。
活性炭規(guī)整孔徑分布調(diào)控及其應用研究是當今炭材料研究的前沿和熱點之一。在制備高 比表面積活性炭的同時，對其孔結(jié)構(gòu)進行定向調(diào)控，不僅有助于活性炭理論體系的豐富和完 善，而且有助于進一步拓展活性炭的專業(yè)應用途徑?；钚蕴课⒔Y(jié)構(gòu)中孔徑尺寸和數(shù)量直接影 響了活性炭的吸附能力，研究定向調(diào)控活性炭孔徑分布，增加其功能性吸附作用，如脫色精 制、氣體儲存、藥物緩釋和電化學作用等，形成活性炭獨特的用途，已得到廣大科學工作者 的極大關(guān)注。中孔活性炭因具有較大的孔徑和孔容，使其更適合發(fā)酵液純化、天然大分子色 素吸附等；微孔活性炭因具有較窄的孔徑和巨大比表面積，適十做高容量電容器電極材料及甲 醛、天然氣等小分子吸附用多孔材料。
常用的活性炭按原料不同可分為木質(zhì)活性炭(如椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質(zhì)粉炭等)、 礦物質(zhì)原料活性炭(各種煤和石油及其加工產(chǎn)物為原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性 炭(如利用廢橡膠、廢塑料等制成的活性炭)。近年來，國內(nèi)外以各種廉價的農(nóng)林廢棄物為原 料，進行了制備木質(zhì)活性炭的研究。農(nóng)林廢棄物具有造價低廉、材料易得充足和含碳率高等 優(yōu)點。有效地利用農(nóng)林廢棄物制備活性炭，不僅可以節(jié)約材料，而且有利于資源的可持續(xù)利 用。農(nóng)林廢棄物原料包括：核桃類、竹類、稈類和木質(zhì)素類等。IsilayOzdemir等人使用葡萄 藤作為原材料利用ZnCl2作為活化劑制備了比表面積為1411m2/g的葡萄藤基活性炭。在制備 木質(zhì)活性炭的活化反應中，物質(zhì)之間能形成的各種形式的鍵，從而生成各種功能團，因此， 不同原料制備的木質(zhì)活性炭的一般吸附性能都有較大差異。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種活性炭材料及其的制備方法，具體是以易得、成本低的芡實 殼作為炭前驅(qū)體，以KOH與KCl的混合物(活化劑)作為活性劑的制備方法。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的芡實殼顆粒其粒徑為2～4mm。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的KOH與KCl的混合物(活化劑)可制備成溶液以便 充分浸漬。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的芡實殼顆粒與KOH和KCl混合物(活化劑)溶液的 浸漬比為：(KOH：KCl＝3:1，1:1，1:3)質(zhì)量：芡實殼顆粒質(zhì)量＝4。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的芡實殼顆粒與KOH和KCl混合物(活化劑)溶液的 浸漬時間為20h。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的浸漬并干燥后的芡實殼顆粒的炭化溫度為800℃。
其中制備芡實殼基活性炭所使用的浸漬并干燥后芡實殼顆粒炭化的升溫機制為：以 5℃/min的升溫機制升溫至700℃，再以1℃/min的升溫機制升溫至800℃，并在該溫度下保 溫2h。
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