CN102191588B - 微波法制备棉杆皮活性炭纤维的方法 - Google Patents

微波法制备棉杆皮活性炭纤维的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波制备棉杆皮活性炭纤维的方法，包括以下步骤：(1)生物处理：将棉杆皮水洗除杂，剪成段状，接种白腐菌后发酵处理，洗涤烘干；(2)化学处理：将经步骤(1)处理后的棉杆皮纤维浸渍于KOH、NaOH或者H3PO4溶液中；(3)将步骤(2)浸渍过的棉秆皮纤维置于微波炉中炭化活化，冷却至室温后取出，洗涤至pH值6-7，烘干或自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。本发明以棉杆皮为原料制备活性炭纤维，制备工艺简单，制备速度快，能耗较低，原料充足，价格低廉，制备的活性炭纤维含碳率高，孔隙发达，吸附作用强，性能优良，可有效的去除有害污染物，有利于环境保护。

Description

微波法制备棉杆皮活性炭纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种利用微波制备棉秆皮活性炭纤维的方法，属于活性炭制备技术领域。
背景技术
活性炭纤维是继粉末活性炭和颗粒活性炭之后发展起来的一种新型炭质吸附剂材料，其比表面积大、微孔丰富、孔径分布窄、吸脱附速度快、再生能力强，具有大的吸附容量和好的吸附动力学性能，因此广泛用于环保、纺织、化学、电子、医疗、食品、原子能等行业。目前制备活性炭纤维的原料主要有粘胶丝、聚丙烯睛基纤维、沥青纤维和酚醛纤维等，用这些原料制备活性炭存在能耗高、污染严重的问题。
我国是产棉大国，全国棉花耕种面积460万hm2，按每公顷棉花秸秆产量600kg计算，每年全国棉花秸秆产量约为2760万t。棉杆皮是一种良好的韧皮纤维，纤维素含量较高，占全棉杆的30-35％左右。因此，充分利用好棉杆皮纤维缓解我国纤维产量不足具有重大的意义。经检索目前还没有关于用棉杆皮为原料制备活性炭纤维的工艺介绍。
发明内容
本发明针对现有活性炭纤维制备技术存在的能耗高、污染严重等不足，提供一种快速、简单、环保的微波制备棉杆皮活性炭纤维的方法。
本发明的微波制备棉杆皮活性炭纤维的方法，包括以下步骤：
(1)生物处理：将棉杆皮水洗除杂，剪成段状，使含水率保持在50％-60％，接种白腐菌后，保持温度在28℃-33℃下发酵处理3-5天，经再次洗涤后，在100℃-120℃下烘干；
(2)化学处理：按质量比1∶2-1∶3的比例将经步骤(1)处理后的棉杆皮纤维浸渍于质量浓度为20％-25％的KOH、20％-25％的NaOH或者40％-50％的H3PO4溶液中，浸渍8小时-12小时；
(3)将步骤(2)浸渍过的棉秆皮纤维置于微波炉中，在700-800W炭化活化5分钟-15分钟后停止加热，冷却至室温后取出，先用80℃-90℃的自来水洗涤，再用去离子水洗涤至pH值6-7，烘干或自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。
本发明以棉秆皮为原料制备活性炭纤维，制备工艺简单，制备速度快，原料充足，价格低廉，制备的活性炭孔隙发达，吸附作用强，性能优良，可有效的去除有害污染物，解决了传统活性炭纤维制备过程中产生的环境污染问题，有利于环境保护。
具体实施方式
实施例1
将棉杆皮预先水洗除杂，剪成段状，将棉杆皮移至培养箱中，使含水率保持在50％-60％，接种白腐菌，保持温度在28℃-33℃发酵处理3-5天，以去除非纤维素类物质，经再次洗涤后，在100-120℃下烘干；按质量比1∶2.5浸渍于质量浓度40％-50％的磷酸溶液中，浸渍10小时；将上述浸泡过的棉秆皮纤维置于微波炉中，700W下炭化活化10分钟，关闭电源后自然冷却至室温取出；先用80℃-90℃的自来水、后用去离子水洗涤至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。
实施例2
发酵阶段同实施例1所述；然后，按质量比1∶2浸渍于质量浓度为20％-25％的KOH溶液中，浸渍12小时；将上述浸泡过的棉秆皮置于微波炉中，在800W炭化活化5分钟，关闭电源后自然冷却至室温后取出；先用80℃-90℃的自来水、后用去离子水洗涤至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。
实施例3
发酵阶段同实施例1所述；然后，按质量比1∶3浸渍于质量浓度为25％的NaOH溶液中，浸渍8小时；将上述浸泡过的棉秆皮置于微波炉中，在750W炭化活化15分钟，关闭电源后自然冷却至室温后取出；先用80℃-90℃的自来水、后用去离子水洗涤至pH值6-7，烘干或者自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。

Claims (1)

1.一种微波制备棉秆皮活性炭纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生物处理：将棉秆皮水洗除杂，剪成段状，使含水率保持在50％-60％，接种白腐菌后，保持温度在28℃-33℃下发酵处理3-5天，经再次洗涤后，在100℃-120℃下烘干；
(2)化学处理：按质量比1∶2-1∶3的比例将经步骤(1)处理后的棉秆皮纤维浸渍于质量浓度为20％-25％的KOH、20％-25％的NaOH或者40％-50％的H3PO4溶液中，浸渍8小时-12小时；
(3)将步骤(2)浸渍过的棉秆皮纤维置于微波炉中，在700-800W炭化活化5分钟-15分钟后停止加热，冷却至室温后取出，先用80℃-90℃的自来水洗涤，再用去离子水洗涤至pH值6-7，烘干或自然晾干，即制得棉秆皮活性炭纤维。
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