[發明專利]一種造紙污泥復合木棉纖維制備的多級孔活性炭及其制備方法

在審

• 申請號: 201811597677.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109796013A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 羅明漢;許加星;關慶慶;康曉榮;陳求穩;徐進;吳功德;丁克強
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/318;C01B32/348
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了一種造紙污泥復合木棉纖維制備的多級孔活性炭及其制備方法，該制備方法包括將木棉纖維與造紙污泥攪拌復合得到復合污泥；進行干化，取出并粉碎待用；加入到無水碳酸鈉溶液中，混合拌勻成泥狀浸漬后烘干；在惰性氣體保護下進行烘燒碳化；待冷卻至常溫之后取出；取出后進行磨細，洗去多余的無水碳酸鈉和表面殘留物，并抽濾干燥，過篩網，制得粉末活性炭。本發明使用造紙污泥復合木棉纖維為原料，無水碳酸鈉為活化劑，同時炭化和活化熱處理得到高性能的多級孔活性炭材料，不僅為制備生物質活性炭提供了一種新的思路和方法，間接地解決了造紙污泥處理難度大的問題，并且制備工藝簡單實用，節省了能耗與時間，可以用于大規模的生產與應用。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種造紙污泥復合木棉纖維制備的多級孔活性炭及其制備方法。

背景技術

活性炭是利用各種生物質、煤和重質石油為原料，在幾百攝氏度的溫度下經炭化，再活化而得到的一種多孔的炭材料。活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔，其具有發達的內部孔隙結構和較大的比表面積，其表面還具有多種含氧官能團，再生效果好，已經被廣泛應用于環境保護，化學化工，醫藥衛生，食品加工和農業等多個領域。其應用領域的不斷擴展對活性炭的質量提出了新的要求，從而不僅促進了活性炭在原料前處理，制備方法等方面的發展，也促進了不同品種、特殊性能活性炭的研究與開發。長期以來，我國以煤炭或木材為主要原料制成的活性炭一直是活性炭材料中的主要品種。但作為生產活性炭的傳統原料木材和煤，已滿足不了工業對活性炭應用的需求。而且，近年來，隨著環境問題和全球能源問題的日益突出，尋找新的廉價資源來制備活性炭吸附劑越來越受到廣大需求者們的關注。

產生于城市和工業廢水處理車間的污泥中含碳量較多，具備了制備活性炭的客觀條件，在一定的條件下，經過處理可以將其轉化成活性炭。造紙污泥是制漿造紙過程中產生的大宗固體廢棄物，主要由有機物和無機物組成。其中，有機物主要是纖維素，但纖維素以及木質素等，無機物主要來自于制漿造紙過程中所添加的各種填料(如礬土、CaCO₃等)、涂料(如高嶺土等)以及其他無機鹽。造紙污泥的成分復雜，含水率高，處理難度大，目前，企業多采用填埋，露天堆放或焚燒的方式予以處理，但是這些方法都不同程度地存在著環境污染嚴重、占用空間大、資源利用率低等弊端。

木棉纖維是一種果實纖維，呈現中空管狀。原料本身就具備較高的比表面積。近年來大量對于木棉纖維的研究主要應用于紡織和吸附領域，用其作為生物質炭材料和前驅體的比較少。但是，因為木棉纖維比重較低的原因，制備成活性炭時的得率較低導致無法得到有效的利用。

對造紙污泥進行資源化利用，開發研制具有高附加值的功能化產品是目前學術界研究較多的課題。另外，由于造紙污泥中含有較多的碳，因此，可以作為制備活性炭的原料，是一種成本低的造紙污泥資源化利用的新途徑，解決污泥對社會，經濟帶來的巨大壓力。而且，造紙污泥活性炭以提高他的吸附性能仍需要進一步改進。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種造紙污泥復合木棉纖維制備多級孔活性炭的方法，該方法使用造紙污泥復合木棉纖維為原料，無水碳酸鈉為活化劑，同時進行了炭化和活化熱處理得到了低成本，高性能的多級孔活性炭材料，不僅為制備生物質活性炭提供了一種新的思路和方法，間接地解決了造紙污泥處理難度大的問題，給造紙污泥資源化利用創造了一個新途徑。

本發明還提供一種造紙污泥復合木棉纖維制備多級孔活性炭的方法所制備的多級孔活性炭。

技術方案：為了實現上述目的，如本發明所述一種造紙污泥復合木棉纖維制備多級孔活性炭的方法，包括如下步驟：

(1)將木棉纖維無規律的剪切至分散狀態與造紙污泥攪拌復合得到復合污泥；

(2)將復合污泥進行干化，取出攪拌并剪切；再一次進行干化，直至干化完全，取出并粉碎待用；