[發(fā)明專利]一種具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910394839.0 | 申請日： | 2019-05-13 |
| 公開（公告）號： | CN110203929A | 公開（公告）日： | 2019-09-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 程國娥;李炬烽;柯漢忠;張志明;丁澄晗 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） |
| 主分類號： | C01B32/342 | 分類號： | C01B32/342;C01B32/348;C01B32/324;B01J20/20;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/30;C02F101/38 |
| 代理公司： | 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238 | 代理人： | 易濱 |
| 地址： | 430000 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 麻稈 柱狀活性炭 活性炭 吸附特性 廣譜 漢麻 基柱 制備方法步驟 制備方法工藝 污染物吸附 擠出成型 膠凝材料 木材資源 炭化 地聚物 活化劑 烘干 桿基 光譜 活化 可用 切段 吸附 造粒 去除 能耗 污染物 廢棄 節(jié)約 | ||
本發(fā)明提供一種具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭，包括：漢麻桿、活化劑、地聚物膠凝材料。所述漢麻桿基柱狀活性炭的制備方法步驟包括：切段烘干、活化、炭化、造粒。本發(fā)明的有益效果：以漢麻稈為原材料，合理利用農(nóng)業(yè)廢棄資源，節(jié)約代替木材資源保護了環(huán)境。柱狀活性炭制備方法工藝簡單，室溫、低壓擠出成型，條件溫和，操作簡單，能耗低，具有光譜污染物吸附性能，可用于環(huán)境中污染物的吸附去除。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及活性炭制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭及其制備方法、應(yīng)用。
背景技術(shù)
漢麻是一種生態(tài)環(huán)保、可再生的經(jīng)濟作物，是最早用來制造織物的天然纖維，由它制成的服飾具有吸濕、透氣、散熱、防霉、抑菌、防紫外線等多種功能，素有“天然纖維之王”美譽，近年來全球漢麻種植面積穩(wěn)步增長，目前我國漢麻種植面積已超過3.3萬公頃，已成為世界第二大漢麻種植國。
但是目前漢麻的應(yīng)用主要集中在韌皮、麻籽仁等部分,而占漢麻全稈重量 70％～80％左右的漢麻桿芯通常被作為農(nóng)作廢棄物丟棄或焚燒。然而漢麻稈具有多孔而中空的結(jié)構(gòu)，主要成分是纖維素(55％～60％)、半纖維素(16％～17％) 和木質(zhì)素(7％～8％)。炭化過程中，半纖維素、纖維素和木質(zhì)素相繼分解，最終得到麻炭的骨架結(jié)構(gòu)，是生產(chǎn)活性炭的理想原料?；钚蕴渴且环N多孔炭材料，具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，吸附能力強、化學(xué)穩(wěn)定性好、機械強度高、使用失效后易再生等特點，在水處理、大氣污染防治等環(huán)境領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，環(huán)保產(chǎn)業(yè)已成為活性炭應(yīng)用的大戶。目前我國生產(chǎn)活性炭的主要原料是傳統(tǒng)的煤、木材等,這些都是寶貴的資源，采用各種生物廢棄物、工業(yè)廢品、城市垃圾等為原料制備活性炭是未來發(fā)展的趨勢。
以漢麻桿這種廢棄物為原料制備具有廣譜吸附性能的柱狀活性炭，實現(xiàn)其在環(huán)境污染治理領(lǐng)域中的應(yīng)用，既有實際應(yīng)用價值，也可減少資源浪費，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益，可進一步促進我國漢麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭及其制備方法。
本發(fā)明提供一種具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭，包括以下原料：漢麻桿、活化劑、地聚物膠凝材料；所述漢麻稈基柱狀活性炭的形狀為柱狀，具有三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中，漢麻稈與活化劑的重量比為1:1～3。
進一步地，所述漢麻稈基柱狀活性炭具有孔徑為1～5nm的微孔和介孔，BET比表面積為800～2500m2/g。
本發(fā)明還提供了上述具有廣譜吸附特性的漢麻稈基柱狀活性炭的制備方法，包括如下步驟：
a.切段烘干：將漢麻桿切成1cm長的小段，恒溫烘干至恒重；
b.活化：將步驟a所得的漢麻稈用活化劑活化，恒溫烘干至恒重；
c.炭化：將步驟b活化好的漢麻稈放入箱式電阻爐中進行炭化，研磨成粉，得到漢麻稈基活性炭粉末；
d.造粒：將步驟c得到的漢麻稈基活性炭粉末與地聚物膠凝材料按重量比 100：15～30的比例混捏均勻，注入擠壓成型機中擠壓成型，室溫放置12h后于100℃干燥12h，即得漢麻桿基柱狀活性炭。
進一步地，步驟b中，漢麻稈的活化溫度為90～110℃，漢麻稈與所述活化劑的重量比為1:1～3。
進一步地，步驟b中，活化劑為磷酸、硫酸、磷酸二氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氯化鋅、硝酸鋅中的一種或任意兩種及以上混配而成的水溶液，其濃度為0.5～2mol/L。
進一步地，步驟c中，漢麻稈的炭化溫度為400～700℃,炭化時間為2～4h。進一步地，步驟d中，所述地聚物膠凝材料由以下質(zhì)量份的物質(zhì)組成：偏高嶺土30～150份、粉煤灰0～120份、礦渣0～100份、激發(fā)劑100～250份。
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