[發明專利]一種固體氯化鋅快速活化廢棄咖啡渣制備活性炭的方法

有效

• 申請號: 202010570985.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111943197B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 孫立權;張鵬科;劉根銘
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/324
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種固體氯化鋅快速活化廢棄咖啡渣制備活性炭的方法。該方法以廢棄咖啡渣為碳源，經固體氯化鋅活化，制備出具有良好的吸附性能的活性炭。該方法活化劑為固體氯化鋅，活化過程簡單，活化時間短，是一種更高效、經濟的制備方法，適合于工業化生產。

技術領域

本發明提供了一種以廢棄咖啡渣作為碳源，氯化鋅法活化，制備活性炭的方法。屬于生物廢棄物利用及活性炭制備領域。

背景技術

活性炭是一種疏水性吸附劑，由富碳物質作原料，經活化和高溫碳化制得，有大量微孔，因而比表面積巨大，可達500～1700m²/g。活性炭能有效地去除色度、臭味，及大多數有機污染物和某些無機物，是城市污水高級處理中最重要的處理技術之一，得到廣泛的應用。預計2022年全球活性炭市場需求可達300萬噸。

咖啡廢棄物是速溶咖啡的加工副產物，約占咖啡干豆質量的2/3，烘焙咖啡豆質量的50％。咖啡是世界上最受歡迎的飲料之一，是僅次于石油的第二大貿易商品，咖啡廢棄物的年產量達600萬噸。咖啡廢棄物包含脂肪酸、多糖、咖啡因、綠原酸等大量生物活性物質，以及木質素和纖維素等多種有機物，可以作為相關增值產品的來源。但目前咖啡廢棄物主要用于動物飼料及植物肥料，甚至被直接廢棄，沒有充分利用起來，造成資料的浪費。我們以廢棄咖啡渣做碳源，經固體氯化鋅一步法活化，制備了具有良好的吸附性能的活性炭。

發明內容

本發明的目的是生物廢棄物的高效利用，以廢棄咖啡渣為碳源，經固體氯化鋅活化，制備出具有良好的吸附性能的活性炭。

一種固體氯化鋅快速活化廢棄咖啡渣制備活性炭的方法，具體步驟包括：

A.準確稱取一定質量已提取脂肪酸后的咖啡渣粉末，按不同比例與氯化鋅固體直接混合，咖啡渣-氯化鋅質量比例為1/1.0-1/3.0，優選的是1/2.5；

B.上述混合物充分研磨使均勻，置于微波馬弗爐中碳化，設定微波功率600-1800W，5min升至500-700℃，空氣氛圍微波輻照10-20min，自然冷卻至室溫；

C.上述碳化物研磨成粉末狀，1％的鹽酸洗滌三次，蒸餾水洗至中性，完全干燥，備用；

D.配制0.15mg/mL染料溶液，量取50mL，稱取0.02g制備活性炭加入染料溶液進行吸附實驗，染料溶液濃度由紫外-可見分光光度計在665nm測定，計算吸附能力，優選的是染料是亞甲基藍；

同時與市售活性炭和未碳化的咖啡渣粉末進行比較。亞甲基藍的溶液在665nm的吸收標準曲線見附圖。

本發明取得了如下有益成果：

1.利用廢棄物咖啡渣，經過簡單的處理，獲得了吸附性能良好附加值高的活性炭，實現了廢棄物的資源化利用；

2.采用固體氯化鋅直接活化咖啡渣的方法，與濕法活化相比，無需溶解氯化鋅，也不需要調節pH，活化時間短，省去干燥活化劑這一耗時耗能步驟。

3.不使用復雜的反應容器，是一種更高效、更經濟、更省時的制備方法。

附圖說明

圖1是用紫外-可見分光光度計測定的在665nm時，亞甲基藍標準溶液的濃度-吸光度標準曲線。

圖2是不同樣品對亞甲基藍吸附量的柱狀圖。

具體實施方式：

下面針對具體實施例對本發明的一種固體氯化鋅快速活化廢棄咖啡渣制備活性炭的方法做進一步說明，以便本領域的技術人員更加了解本發明，但是并不以此限制本發明。

實施例1：

A.準確稱取3g咖啡渣粉末，按照料液比1/1.0加入3.0g固體氯化鋅；

B.將上述混合物于研缽中進行充分研磨使均勻混合；