CN102247805B - 一种活性炭及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活性炭及其制备方法，属于活性炭技术领域。主要由各种废弃纸质材料组成，制备方法为：按照报纸质量为30-50%，办公用纸质量为10-30%，包装纸质量为30-60%将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；将纸浆样品与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液质量比1：1-3混合后，常温下浸渍24小时后干燥至恒重；将得到的活化纸质材料以10-20℃/min的速率升温至450-850℃保温30-90min，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和70-80℃的蒸馏水洗涤，烘干。本发明具有净化度好、比表面积高、制备简单和成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种以废弃纸质材料为原材料的活性炭及其制备方法，适用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的去除，属于活性炭技术领域。
背景技术
活性炭是一种具有丰富的内部孔隙结构和较高比表面积的优良吸附材料，但其原材料主要是煤和木材等含碳材料，成本较高。而且，当今全球十分重视废弃纸质材料的回收与利用，因此，能将废弃纸质材料转化为含碳吸附剂，不仅成本低廉，节约珍贵资源，同时还解决了废弃纸质材料的处置这一难题，并变废为宝，实现了其资源化。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的脱除、以废弃纸质材料为原材料的活性炭及其制备方法。
本发明所提供的一种新型活性炭，其特征在于，由各种废弃纸质材料为原料，其中报纸所占的质量百分含量为30-50%，办公用纸所占的质量百分含量为10-30%，包装纸所占的质量百分含量为30-60%。
本发明所提供的一种活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照报纸的质量百分含量为30-50%，办公用纸的质量百分含量为10-30%，包装纸的质量百分含量为30-60%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液质量比1：1-1：3混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以10-20℃/min的速率升温至450-850℃保温30-90min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和70-80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭。
步骤2）中所述的活化剂为氯化锌、碳酸钾或氢氧化钾中的一种。
本发明的优点在于回收利用了废弃的纸质材料，将废弃纸质材料经活化生成了活性炭，使其得到资源化，大大解决了废弃纸质材料的处理问题。因此，本吸附剂具有净化度好、比表面积高、制备简单和成本低的特点。本活性炭可广泛应用于各种有毒气体的去除以及污水中COD、有色物质的脱除。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
1）按照报纸的质量百分含量为35%，办公用纸的质量百分含量为30%，包装纸的质量百分含量为35%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与3mol/L的碳酸钾溶液按固液质量比1：1混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以20℃/min的速率升温至450℃保温30min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和70℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为659m2/g。
实施例2
1）按照报纸的质量百分含量为30%，办公用纸的质量百分含量为20%，包装纸的质量百分含量为50%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与4mol/L的氢氧化钾溶液按固液质量比1：2混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以10℃/min的速率升温至750℃保温60min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和75℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为1068m2/g。
实施例3
1）按照报纸的质量百分含量为30%，办公用纸的质量百分含量为10%，包装纸的质量百分含量为60%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与5mol/L的氯化锌溶液按固液质量比1：3混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以15℃/min的速率升温至850℃保温90min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为873m2/g。
实施例4
1）按照报纸的质量百分含量为40%，办公用纸的质量百分含量为10%，包装纸的质量百分含量为50%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与4mol/L的氯化锌溶液按固液质量比1：2混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以10℃/min的速率升温至450℃保温60min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为751m2/g。
实施例5
1）按照报纸的质量百分含量为40%，办公用纸的质量百分含量为10%，包装纸的质量百分含量为50%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与4mol/L的氯化锌溶液按固液质量比1：2混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以10℃/min的速率升温至850℃保温60min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为998m2/g。
实施例6
1）按照报纸的质量百分含量为40%，办公用纸的质量百分含量为10%，包装纸的质量百分含量为50%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与4mo l/L的氯化锌溶液按固液质量比1：2混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
3）将活化纸浆材料以10℃/min的速率升温至750℃保温30min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为1015m2/g。
实施例7
1）按照报纸的质量百分含量为40%，办公用纸的质量百分含量为10%，包装纸的质量百分含量为50%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与4mol/L的氯化锌溶液按固液质量比1：2混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；；
3）将活化纸浆材料以10℃/min的速率升温至750℃保温60min后，在氮气中冷却，依次用1mol/L的盐酸和80℃的蒸馏水洗涤，烘干，即得到活性炭；
活性炭的比表面积为1085m2/g。
Claims (1)
1.一种活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照报纸的质量百分含量为30-50%，办公用纸的质量百分含量为10-30%，包装纸的质量百分含量为30-60%的比例将三者混合均匀并粉碎，加入蒸馏水搅拌至纸浆状态，然后干燥至含水率10%以下；
2）将所得的纸浆样品与3mol/L-5mol/L的活化剂溶液按固液质量比1：1-1：3混合后，于常温下浸渍24小时，而后干燥至恒重，得到活化纸浆材料；
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步骤2）中所述的活化剂为氯化锌、碳酸钾或氢氧化钾中的一种。
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