[發(fā)明專利]一種竹木屑凈水用活性炭的制備方法

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• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112588260A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明燕;吳勝紅;王毅;郭光平;李夢萱;劉見祥
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州省冶金化工研究所
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
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本發(fā)明涉及活性炭制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種竹木屑凈水用活性炭的制備方法，包括以下步驟：（1）去雜、（2）冷藏碎化、（3）粉碎、（4）活化、（5）碳化、（6）氧化、（7）改性、（8）干燥。本發(fā)明通過軟化細胞壁，使得低溫冷凍下竹木屑細胞更容易被其中的水結(jié)成的冰晶刺破，將竹木屑中的纖維碎化。通過粉碎，將竹木屑組織最大化打散，在高溫碳化之后，活性炭的強度更高，孔隙率更高，有更多的結(jié)構(gòu)容納活性基團，可以顯著增強活性炭在溶液中的穩(wěn)定性，提高活性炭的吸附效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活性炭制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種竹木屑凈水用活性炭的制備方法。

背景技術(shù)

活性炭是一種吸附能力很強的功能性炭材料，其具有特殊的微晶結(jié)構(gòu)、孔隙發(fā)達、比表面積巨大，因此被作為優(yōu)良的吸附劑，具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附液相和氣相中的各種物質(zhì)，以達到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的，已廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、水處理、氣體凈化與回收、化工、冶煉、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，人們對空氣、食品、藥品、飲用水的安全性、純凈度等生存環(huán)境提出更高要求，活性炭的市場需求不斷擴大。對活性炭需求量急增，而且對活性炭的吸附性、可控性、安全性要求越來越高。因此竹質(zhì)活性炭以微孔構(gòu)造明顯，易于形成固體物炭比表面積、吸附性能和孔徑分布等方面都有其自身的特點，使其成為發(fā)展的重點。

并且水質(zhì)污染中，如何高效去除可溶性雜質(zhì)是首要解決的問題，特別是隨著電子產(chǎn)品的使用，生活中丟棄的電池、電子設(shè)備帶來的汞污染，已經(jīng)成為不得不解決的問題之一。竹制活性炭因為其優(yōu)異的性能，是當前水質(zhì)處理的研究熱點之一。但是，如何針對性的提高活性炭的雜質(zhì)吸附效果，現(xiàn)在的技術(shù)手段大概分成兩種，物理改性與化學改性，其優(yōu)缺點也極為明顯。如專利號為CN201710572572.0一種孔徑可控的竹質(zhì)活性炭及其制備方法，通過將竹質(zhì)材料微細化處理后，與殼聚糖凝膠混煉，使殼聚糖凝膠均勻分散于竹質(zhì)材料中，進一步與檸檬酸捏合使檸檬酸塑化竹質(zhì)內(nèi)部，然后通過膠體磨剪切擠壓機使竹材在低溫下連續(xù)剪切活化，再在高溫下用水蒸汽活化，水洗后烘干，得到孔徑可控的竹質(zhì)活性炭。該方法在活性炭形成過程中可控制孔徑大小，得到高品質(zhì)活性炭；但是其缺乏對活性炭的基團改性，使得活性炭的離子吸附功能極為有限，又如專利號為CN201710583645.6一種物理活化制備中孔竹質(zhì)活性炭的方法，將竹材粉碎成竹屑，加入氨基磺酸固體，研磨細化，得混合粉末；將混合粉末加入到造粒機中得到規(guī)整的竹材顆粒；將竹材顆粒在缺氧條件下干餾炭化，得到炭化竹炭；將炭化竹炭粉碎，過篩，在高溫條件下采用蒸汽、氣體活化法進行活化，得到中孔竹質(zhì)活性炭；其主要使用蒸汽活化，雖然偏重于物理改性，但是高溫下的水蒸氣的與活性炭的化學鍵連接也算化學改性，所以其兼顧兩者但是針對性不強，導致活性炭的吸附性不能最優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種竹木屑凈水用活性炭的制備方法，以提高活性炭對水質(zhì)的凈化效果，該方法包括以下步驟：

（1）去雜

將竹木屑與其質(zhì)量5-8倍的去離子水混合，在50-90℃下攪拌20-30min，用200-300目的濾布過濾，濾渣再經(jīng)其質(zhì)量3-4倍的稀鹽酸溶液常溫浸泡30-50min，在50-55℃下攪拌8-10min；再次過濾，將濾渣減壓干燥至水分含量為25-30%；

（2）冷藏碎化

將上一步處理過的竹木屑放置到冷藏室中，以8-12℃/min的降溫速度將溫度降低到-15℃，冷藏20-30min；以3-5℃/min的降溫速度將溫度降低至-25℃，繼續(xù)冷藏2-5h；然后取出，用700-800W的微波將竹木屑的溫度升高至30-50℃，靜置20-30min，減壓干燥使得竹木屑的含水量降低至13-15%；

（3）粉碎

將竹木屑在10-15℃下粉碎為20-30目的粗粉，將粗粉繼續(xù)粉碎，過100-150目篩得到竹木屑細粉；

（4）活化