[發明專利]一種高吸附性能活性炭制備方法及應用

在審

• 申請號: 202011544575.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112591748A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 盧辛成;徐茹婷;蔣劍春;孫康;王傲;陳超;張燕萍
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/342;C01B32/324
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本發明公開了一種高吸附性能活性炭的制備方法及應用。將生物質原料，木屑、枝丫、秸稈等，破碎、酸洗、水洗后烘干；將硫酸加入到一定質量分數的硝酸鋅溶液中，配制成混合活化劑；生物質原料與混合活化劑按一定比例均勻混合，室溫下浸漬3h后置于管式爐中，在氮氣保護下升溫至600～800℃活化1～3h，冷卻至室溫后，依次經過酸洗、水洗至溶液pH為中性，干燥后即得活性炭。活性炭對Hg²⁺吸附容量可達298.75mg/g。本發明通過使用混合活化劑，極大降低了活性炭制備過程中活化劑消耗，較傳統磷酸法活化工藝降低了6～10倍；制備出具有高吸附性能的活性炭，適用于重金屬吸附及水污染治理。

技術領域

本發明屬于生物基活性炭材料制備技術領域，具體涉及一種高吸附性能活性炭的制備方法及應用。

背景技術

活性炭具有巨大比表面積、豐富孔隙結構、良好吸附性能，是一種環境友好的吸附凈化材料，在環境保護、污染治理、儲能以及國防等諸多領域有著廣泛的應用，發揮著重要的作用，是國民經濟不可或缺的產品。

我國是活性炭生產和出口第一大國?；瘜W活化法是我國活性炭制備和生產的主要技術之一，具有生產工藝簡單、生產規模大、產品質量穩定等特點?；瘜W活化法是通過將各種含碳原料與化學活化劑均勻地混合(或浸漬)，在適當的溫下，經歷炭化、活化、回收化學藥品、漂洗、烘干等過程制備活性炭的一種方法。目前，常用的活化試劑主要有磷酸、氫氧化鉀、氯化鋅等。

化學活化法在生產過程中使用化學試劑，會產生廢氣以及廢水，不僅污染環境、危害健康，還會增加企業運營成本。隨著我國技術升級和環保要求提高，低消耗制備技術和高性能材料的研發是發展趨勢。因此，降低活化試劑消耗、制備高性能活性炭具有重要意義。

發明內容

以解決上述背景技術中提出的問你題，本發明的目的在于提供高吸附性能活性炭制備方法和應用，方法簡單、活化劑消耗低，且制備的活性炭具有優異的吸附性能。

本發明的技術方案為：一種高吸附性能活性炭的制備方法，包括以下步驟：

1)將生物質原料經破碎、酸洗、水洗后，烘干；

2)將硫酸加入到硝酸鋅溶液中，配置成混合活化劑；

3)潔凈干燥生物質原料與混合活化劑均勻混合，室溫下浸漬；

4)將步驟3)的混合料置于管式爐中，在氮氣保護下升溫活化，經冷卻，得到活化料；

5)活化料依次經過酸洗、水洗至溶液pH為中性，干燥后即得活性炭。

步驟2)所述硝酸鋅質量分數為5～15％。

步驟4)所述升溫時的升溫速率為10℃/min。

步驟2)所述混合活化劑中硝酸鋅與硫酸的質量比為1:(0.05～0.1)。

步驟3)所述木屑與硝酸鋅的質量比為1:(0.1～0.5)。

步驟4)所述活化溫度為600～800℃。

步驟4)所述活化時間為1～3h。

所述的生物質原料為木屑、枝丫、秸稈中的任一種。

一種高吸附性能活性炭的制備方法得到的活性炭在重金屬吸附及水污染治理中的應用。

有益效果：

本發明的高吸附性能活性炭制備方法簡單，原料適應性廣，同時極大降低活化試劑消耗，較傳統磷酸法活化工藝降低了6～10倍，制備過程污染物的排放少。制得的活性炭具有優異的吸附性能，適用于重金屬吸附以及水污染治理?；钚蕴繉g²⁺吸附容量可達298.75mg/g。

具體實施方式