[發(fā)明專利]一種稻殼基摻氮活性炭的制備方法

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• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110734063A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設計）人: 何松;肖歡;石貴濱;陳光楠;史燕娟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/348
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 喬宇

本發(fā)明涉及一種稻殼基摻氮活性炭的制備方法，具體步驟為：1)稻殼用清水清洗后，攪拌狀態(tài)下分別在堿性溶液和酸性溶液中浸泡5～20min，重復2～4次，用清水清洗至中性后，干燥、粉碎、篩分后，在氮氣氛圍下進行活化前的炭化處理，其中炭化溫度為300～400℃，時間為30～120min；然后炭化后的稻殼與含氮原料、KOH混合均勻后，氮氣氛圍下升溫至400～900℃，保溫時間為30～120min；樣品冷卻至室溫后，依次用堿性溶液和酸性溶液洗滌，水洗至中性，過濾，干燥即得稻殼基摻氮活性炭。所得活性炭比表面積和微孔孔體積大，CO₂吸附作用良好，工藝簡單，原料低廉，成本低。

技術領域

本發(fā)明屬于個體防護領域，具體涉及一種稻殼基摻氮活性炭的制備方法。

背景技術

隨著社會的快速發(fā)展和科技的進步，人類對材料的探索和使用越來越多，而由于各種新型材料的出現(xiàn)及使用，事故也是日益頻發(fā)，產(chǎn)生的有毒氣體也日漸增多，對毒氣的吸附產(chǎn)品的要求也是越來越高。

活性炭具有豐富的內部孔隙結構和較高的比表面積，是一種優(yōu)良的吸附材料。它由炭形成的六環(huán)物堆積而成，主要化學成分是碳元素，含有少量的氫、氮、氧及灰分。其物理、化學性質穩(wěn)定，耐酸堿，能經(jīng)受水濕、高溫及高壓，不溶于水和有機溶劑，使用失效后可以并容易再生，是一種循環(huán)經(jīng)濟型材料。

活性炭的生產(chǎn)原料以木材和煤為主，生產(chǎn)成本高是制約活性炭發(fā)展的因素之一。近些年，國內外相繼在探索利用生產(chǎn)成本低廉、來源廣泛的生物質制備活性炭，其中稻殼及其衍生物制備活性炭成為熱門，但稻殼及其衍生物制備活性炭也存在著處理步驟復雜、活性劑價格昂貴或比表面積小吸附性不佳等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種稻殼基摻氮活性炭的制備方法，該方法操作簡單，成本低，所得活性炭比表面積和微孔體積大，吸附性能良好。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供以下技術方案：

提供一種稻殼基摻氮活性炭的制備方法，包括如下步驟：

1)稻殼用清水清洗后，攪拌狀態(tài)下浸泡在堿性溶液中5～20min，重復2～4次；

2)將步驟1)中得到的堿處理后的稻殼用清水清洗至中性后，攪拌狀態(tài)下浸泡在酸性溶液中5～20min，重復2～4次；

3)將步驟2)中得到的酸處理后的稻殼用清水清洗至中性后，干燥、粉碎、篩分后，在氮氣氛圍下進行活化前的炭化處理，其中炭化溫度為300～400℃，時間為30～120min；

4)將步驟3)炭化后的稻殼與含氮原料、KOH按一定質量比混合均勻后，在氮氣氛圍下升溫至400～900℃，保溫時間為30～120min；

5)將步驟4)得到的樣品冷卻至室溫后，堿性溶液洗滌一次，水洗至中性，再用酸性溶液洗滌一次，水洗至中性，過濾，干燥即得稻殼基摻氮活性炭。

按上述方案，步驟1)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水，濃度為0.01～2mol/L。

按上述方案，步驟2)中酸性溶液為鹽酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液或硝酸溶液，濃度為0.01～2mol/L。

按上述方案，步驟3)中篩分出的稻殼為100～200目。

按上述方案，步驟3)中干燥溫度為40～70℃，干燥時間為12h～36h。

按上述方案，步驟3)中升溫速率為5～10℃/min。

按上述方案，步驟4)中炭化后的稻殼與KOH的質量比為1:1～8。

按上述方案，步驟4)中含氮原料可為三聚氰胺、殼聚糖、尿素。

按上述方案，步驟4)中炭化后的稻殼與含氮原料的質量比為1:1～4。