[發明專利]一種采用樹木制備的活性炭及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811289277.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109292773A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王澤華;張俊霞
• 申請（專利權）人: 張俊霞
• 主分類號: C01B32/342
• 分類號: C01B32/342;C01B32/324;B01J20/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種采用樹木制備的活性炭及其制備方法和應用，屬于化工技術領域。本發明的采用樹木制備活性炭的方法，采用廢棄楊木樹枝為原材料，使用磷酸作為活化反應活化劑，經預處理、活化，得到采用樹木制備的活性炭。該方法制備工藝簡單，所需的活化溫度較低；原料采用廢棄的楊木樹枝，具有變廢為寶的意義。由上述方法制得的活性炭，比表面積高，內部具有發達的孔隙結構，具有良好的吸附性。將制得的活性炭作為吸附材料在污染治理方面應用時，能夠良好的吸附性能，產生的污染小，后續處理方便。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種采用樹木制備的活性炭及其制備方法和應用。

背景技術

我國活性炭產業起步于20世紀50年代，目前在產量、品種、質量和應用均有較大改善。在20世紀90年代以后，我國活性炭工業發展達到高峰，目前我國的活性炭產業已有初具規模的工業體系。

目前我國活性炭的制備方法主要有化學活化法和物理活化法兩種。其中化學活化法又包括氯化鋅法、氫氧化鉀法和磷酸法三種，而物理活化法又包括水蒸氣活化法和二氧化碳活化法兩種。水蒸氣活化法操作簡單，成本低，后續處理方便，是制備活性炭最常用的方法。但是由于得到的活性炭比表面積不大，活化溫度過高，因此常將水蒸氣和二氧化碳活化方法結合使用。氯化鋅法會產生氯氣等有害物質，后續處理較為麻煩，且成本過高，污染性較強，目前較少使用。氫氧化鉀法會反應產生碳酸鉀和鉀，對于后續污染的處理要求較高，并且氫氧化鉀本身屬于強堿，對于設備的要求也非常高，導致生產成本的增加，國外使用較多。相比較之下，磷酸法所需的活化溫度較低、污染小、成本低，是活性炭制備工藝的主要發展方向。然而目前磷酸法制備的活性炭比表面積較低，性能不高，有必要對這種方法進行更進一步的研究。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種采用樹木制備活性炭的方法，該制備方法工藝簡單，成本低，污染小，實用性強，原料采用廢棄的楊木樹枝，具有變廢為寶的意義；經本方法制得的活性炭具有包括介孔、微孔、大孔在內的發達的孔隙結構。將該活性炭應用于吸附材料時，具有優異的吸附性能。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種采用樹木制備活性炭的方法，分為以下步驟：

1)將廢棄楊木樹枝經干燥、粉碎后得到楊木碎屑，將楊木碎屑和磷酸溶液按照1:5～1:3的浸漬體積比攪拌均勻后靜置；

2)將上述反應體系進行活化；

3)將活化后的固體物質洗滌數次，干燥后得到采用樹木制備的活性炭。

優選地，所用磷酸溶液的濃度為40％～60％。

優選地，攪拌采用磁力攪拌器。

優選地，靜置的時間為12h。

優選地，活化的時間為3～5h。

優選地，活化的溫度為500℃。

優選地，洗滌是用稀鹽酸和去離子水依次洗滌3～5次。

優選地，干燥是在真空干燥箱中進行的。

本發明還公開了采用樹木制備活性炭的方法所制備的活性炭，其比表面積為1020m².g^-1，平均孔徑為3.01nm，總孔容為0.96cm³.g^-1。

本發明還公開了采用樹木制備的活性炭作為吸附材料的應用。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明的采用樹木制備活性炭的方法，采用廢棄楊木樹枝為原材料，使用磷酸作為活化反應活化劑，經預處理、活化，得到采用樹木制備的活性炭。該方法制備工藝簡單，所需的活化溫度較低；原料采用廢棄的楊木樹枝，具有變廢為寶的意義。