[發(fā)明專利]一種秸稈活性炭的制備方法、秸稈活性炭及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110846095.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113582174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉興長(zhǎng);劉友良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海興長(zhǎng)活性炭有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/342
• 分類號(hào): C01B32/342;C01B32/384;C01B32/324;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)涉及活性炭生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種秸稈活性炭的制備方法、秸稈活性炭及應(yīng)用。秸稈活性炭的制備方法包括以下步驟：將秸稈清洗，烘干，粉碎，過(guò)篩，得秸稈顆粒；將秸稈顆粒與水混合，加入氯化鋅，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱反應(yīng)，冷卻，得到固體混合物A；用無(wú)水乙醇對(duì)固體混合物A清洗后，用水清洗至無(wú)醇味，烘干，得到固體混合物B；將固體混合物B與磷酸混合，活化，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫反應(yīng)，通氮?dú)饨禍兀玫焦腆w混合物C；用鹽酸對(duì)固體混合物C清洗后，用水清洗至中性，烘干，得到固體混合物D；對(duì)固體混合物D擠壓造粒，即得。本申請(qǐng)制備的秸稈活性炭具有不差于煤炭、木材活性炭的品質(zhì)，具有良好的吸附性能，可廣泛應(yīng)用于脫色、除雜處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及活性炭生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種秸稈活性炭的制備方法、秸稈活性炭及應(yīng)用。

背景技術(shù)

玉米、小麥和高粱是我國(guó)分布較為廣泛的三種糧食作物，隨著糧食產(chǎn)量的提高，其副產(chǎn)物秸稈一直未得到充分利用，導(dǎo)致農(nóng)村中有大量富余秸稈，秸稈的使用量遠(yuǎn)低于產(chǎn)生量，同時(shí)，隨著現(xiàn)代化肥的使用，使得農(nóng)業(yè)對(duì)秸稈所制肥料的需求大大減少，秸稈的處理成為一大難題。若秸稈不及時(shí)處理，會(huì)影響小麥等秋播作物的播種，因此頻頻出現(xiàn)大規(guī)模焚燒秸稈的現(xiàn)象。大規(guī)模焚燒秸稈帶來(lái)的后果是污染環(huán)境，不利于可持續(xù)發(fā)展。

活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)，活性炭主要成分為碳，并含有少量氧、氫、硫、氮、氯等元素，具有很強(qiáng)的吸附性能，是用途極廣的一種工業(yè)吸附劑。活性炭的制備原料以煤炭、木材、果殼為主，受原料來(lái)源的限制，使活性炭的價(jià)格居高不下，且制備活性炭需要耗費(fèi)大量木材、煤炭等資源，造成十分嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。因此，使用廢棄秸稈制備活性炭越來(lái)越受人們關(guān)注，不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以減少資源的浪費(fèi)，同時(shí)解決秸稈處理的難題。

針對(duì)上述中的相關(guān)技術(shù)，使用廢棄秸稈制備活性炭時(shí)，相比于以木材、果殼為原料制成的活性炭，秸稈活性炭品質(zhì)較差，秸稈活性炭的吸附性能有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高秸稈活性炭的品質(zhì)，提高秸稈活性炭的吸附性能，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N秸稈活性炭的制備方法。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N秸稈活性炭的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

一種秸稈活性炭的制備方法，包括以下步驟：

S1，將秸稈清洗后，在100-120℃的溫度下烘干至含水量低于5％，粉碎，過(guò)80目和120目篩，得到秸稈顆粒；

S2，將秸稈顆粒與去離子水混合后，加入氯化鋅，攪拌混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于200-250℃下反應(yīng)20-40min，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至25℃，得到固體混合物A；

S3，使用無(wú)水乙醇對(duì)固體混合物A進(jìn)行清洗，然后用去離子水清洗至無(wú)醇味，于100-120℃下烘干至含水量低于5％，得到固體混合物B；

S4，將固體混合物B與磷酸混合，在180-220℃下活化1-2h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至450- 550℃，反應(yīng)1-2h，反應(yīng)結(jié)束后采用通氮?dú)獾姆绞竭M(jìn)行降溫至25℃，得到固體混合物C；

S5，使用質(zhì)量濃度為3-5％的鹽酸溶液對(duì)固體混合物C進(jìn)行清洗，然后用去離子水清洗至中性，于100-120℃下烘干至含水量低于5％，得到固體混合物D；

S6，對(duì)固體混合物D進(jìn)行擠壓造粒，制得秸稈活性炭。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將秸稈原料除雜粉碎后，以氯化鋅作為催化劑進(jìn)行初步反應(yīng)，提高秸稈的活化反應(yīng)速率，促使秸稈內(nèi)部孔隙的產(chǎn)生，提高秸稈的吸附效果，初步反應(yīng)結(jié)束后，使用無(wú)水乙醇除去殘余的氯化鋅，洗滌干燥后，以磷酸為催化劑進(jìn)行第二步反應(yīng)，催化秸稈中的大分子斷裂，同時(shí)參與秸稈中新的鍵的形成，促進(jìn)碳鍵的斷裂，抑制焦油的產(chǎn)生，從而提高秸稈的活化反應(yīng)速度，進(jìn)一步促進(jìn)秸稈孔隙結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，增加秸稈內(nèi)的孔隙數(shù)量，從而明顯提高制得的秸稈活性炭的吸附效果。