[發明專利]高溫燃燒中氣/固循環吸附用大麻桿基炭材料的制備方法

在審

• 申請號: 202310227409.6
• 申請日: 2023-03-10
• 公開（公告）號: CN116550287A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 陳清明;史瑞鵬;陳萍蕓;胡勁;楊盛安;馬吉;楊熹微;董之亮;楊志遠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;永春縣產品質量檢驗所（福建省香產品質量檢驗中心;國家燃香類產品質量監督檢驗中心（福建））
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 卓紅

本發明公開了一種高溫燃燒中氣/固循環吸附用大麻桿基炭材料的制備方法，具體包括以下步驟：粉碎篩選，水洗酸熱，炭化熱解，反應活化，高溫活化，后處理；本發明的制備方法操作簡單，對設備要求不高，生產成本低，制備出的活性炭比表面積較高，且針對某些揮發性有機化合物的吸附效果較好，特別是針對需要高溫燃燒的燃香產品具有很好的吸附有害物質效果并保障燃香產品本身香味不被掩蓋。同時本方法也為木質生物質制備高比表面積、吸附效果良好的活性炭開辟了一條新的途徑。

技術領域

本發明涉及吸附材料制備技術領域，具體為高溫燃燒中氣/固循環吸附用高比表面積大麻桿基炭材料的制備方法。

背景技術

我國香文化歷史悠久，制香工藝獨具特色。燃香產品由多種香料混合組成，具有獨特的香味風格，使其在家庭和公共場所等有著廣泛應用和好評。但燃香燃燒釋放香氣的過程中，其燃燒釋放出的各種揮發性有機化合物——總揮發性有機化合物TVOC（TotalVolatile?Organic?Compounds）主要包含苯類、烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物等，帶有刺激性味道的氣體，并具有一定毒性。這一問題也嚴重阻礙了燃香產業的市場發展。而目前眾多處理TVOC的技術中，碳材料吸附技術獨具特色，具有回收效率高，操作簡單等優點。活性炭因具有較高的比表面積、良好的孔道結構以及易于表面官能團改性等優點，被認為是一種具有潛力的TVOC吸附材料。尋求一種合適的活性炭材料來吸附燃香在高溫燃燒時釋放出的TVOC使其釋放量降低成為了一個棘手的問題。

目前的活性炭原料主要是煤炭、木屑、木炭、果殼等，煤炭資源豐富但終究有限，木材則易造成濫砍濫伐，加劇溫室效應。而果殼、農作物桿莖等則來源豐富，將其有效利用可避免廢棄給環境帶來了巨大壓力。工業大麻可用于造紙、紡織、建材和塑料等行業，具有重要的應用價值。然而，占大麻主要部分的麻莖芯卻未能得到有效的利用，被麻類加工業丟棄，焚燒大麻桿會給環境帶來巨大壓力。為廢棄大麻桿尋找一條全新的、有效的利用途徑顯得尤為重要。因此，將大麻桿作為活性炭材料的制備原料。

現有的活性炭制備技術中，通常只在活化過程中使用酸或堿中的一種，無法兼顧高比表面積發達孔隙結構和對特定TVOC氣體的有效吸附。

市面上已有的含活性炭添加的燃香產品，其活性炭添加量在30％~60％不等，可以取得微煙或近無煙的效果，但大大削弱了燃香本身的香料物質，使燃香的功效性降低。

基于上述現有技術存在問題，在吸附材料制備技術領域，發明一種新型的在高溫燃燒中氣/固循環吸附使用的高比表面積大麻桿基炭材料的制備方法尤為重要。這也是本發明地出發點和研究動力所在。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種高溫燃燒中氣/固循環吸附用大麻桿基炭材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

高溫燃燒中氣/固循環吸附用大麻桿基炭材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）粉碎篩選：對大麻桿進行粉碎處理后得到大麻桿碎屑Ⅰ，通過過篩裝置將大麻桿碎屑進行篩選操作，獲得大麻桿碎屑II；

（2）水洗酸熱：用去離子水對大麻桿碎屑II進行清洗處理，得到表面雜質污染程度低的大麻桿碎屑III，將大麻桿碎屑III放入容器中并加入稀鹽酸溶液進行加熱攪拌，冷卻后經去離子水沖洗，在真空烘箱中于90~110℃烘干15~18h，得到炭化原料；

（3）炭化熱解：將炭化原料密閉置于高溫燒結爐中，向高溫燒結爐內通入惰性氣體，以5~10℃/?min的升溫速率加熱至450~550℃，保溫2~3h，得到活性炭Ⅰ；