[發明專利]一種高比表面積酒糟活性炭制備方法

在審

• 申請號: 201910200064.9
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109734089A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 劉琳;李林東;姚菊明
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/348
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種高比表面積酒糟活性炭制備方法。本發明包括炭化、活化預處理、活化、后處理等制備工藝，采用白酒廠廢棄酒糟為原料，通過合理控制炭化和活化升溫速率得到高比表面積高微孔率的活性炭。與其他活性炭生產工藝通過對活性炭改性相比，本發明可直接通過控制生產工藝制備高性能活性炭；得到的活性炭具有很大的比表面積，微孔率高，吸附能力強等優點，且吸附后可以發生自聚集，有利于從水體中分離出來。

技術領域

本發明屬于活性炭材料領域，尤其涉及一種高比表面積活性炭制備方法。

背景技術

我國是釀酒大國，每年白酒產量一千多萬噸，由此產生的酒糟廢棄物數量巨大，目前酒糟處理方式主要用于農業堆肥、生產沼氣、生產飼料和焚燒填埋等，對原料利用不夠充分，產品附加值低。而酒糟渣生物質含量豐富，是一種理想的碳源，可將酒糟渣制成活性炭碳材料，拓寬其產品高附加值應用領域。

目前活性炭制備過程有化學試劑預處理，高溫炭化，活化處理，高溫活化，二次活化等步驟。如發明專利CN106219546A公開了一種活性炭制備方法，制備過程主要是以甘蔗渣為原料，先后經過清洗、采用氯化鋅一次活化24h、炭化5h后用稀酸浸泡30min、采用3-20eV電壓進行表面氧化處理5h、再用水蒸氣、氨氣等氣體進行二次活化處理，制備得到甘蔗渣活性炭。該方法制備工藝繁瑣，需要用到多種化學試劑，所得活性炭性能不夠理想，比表面積為450-750m²/g。因此，簡化生產工藝得到高性能的活性炭成為研究的一個重要方向。

發明內容

為了解決背景技術中的問題，本發明提出來一種簡便高效、環境友好的高比表面積活性炭制備方法，該方法僅控制活性炭生產工藝，無需進行二次活化和使用過多的活化劑就能生產出高比表面積的活性炭。

在炭化處理過程中，使用5℃/min的升溫速率，能使原料組份緩慢揮發和反應氣體充分逸出，這將有利于原料形成初始孔徑。而在活化中使用10℃/min的升溫速率能讓活化劑中組分快速揮發進入炭層，并不斷刻蝕炭層形成微孔結構。

本發明采用的技術方案包括以下步驟：

1)將廢棄酒糟進行烘干、研磨后得到酒糟粉末，將酒糟粉末放入炭化爐中進行炭化處理后得到炭化料；

2)將步驟1)的炭化料磨碎后置于25wt％的KOH水溶液中，攪拌10min后在60℃溫度條件下烘干；

3)活化處理：將步驟2)處理后的炭化料置于管式爐中，通入氮氣一段時間后，于一定溫度加熱得到活化料；

4)將步驟3)的活化料經20wt％的鹽酸洗滌后水洗、烘干即得酒糟活性炭。

所述步驟(1)中炭化處理溫度為350℃～500℃，保溫1～2h；炭化處理的升溫速度控制在5～10℃/min。

所述步驟(3)中活化處理的溫度為650～850℃，，保溫加熱時間為1～2h。；活化處理的升溫速度控制在10～20℃/min。

所述的酒糟活性炭比表面積達2000m²/g以上，對有機染料具有良好的吸附性能。

本發明的有益效果：

本發明生產工藝簡單，操作便捷，得到的酒糟活性炭孔徑分布均勻，具有高比表面積(達到2000m²/g以上)，微孔率高(達90％)，吸附能力強等優點。

本發明的酒糟活性炭吸附染料后，可以發生自聚集，有利于從染料溶液中分離出來。

本發明與其他制備方法相比，具有低成本，操作簡單，環境友好等優點。

附圖說明

圖1本發明制備的酒糟活性炭電鏡照片。

圖2本發明的酒糟活性炭與商業活性炭吸附亞甲基藍對比圖。