CN102653402A

CN102653402A - 一种活性炭的制备方法

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Publication number: CN102653402A
Application number: CN2012101712108A
Authority: CN
Inventors: 马宗华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明公开一种活性炭的制备方法，包括以下步骤：1）将龙眼壳和/或龙眼核粉碎，得原料粉末；2）将原料粉末与质量浓度为30%～60%的磷酸以2.5～3.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3～6小时；3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；4）将进行炭化和活化后的原料粉末用水洗涤至pH为5.5～6.5，烘干即得活性炭。所述的炭化和活化的过程为：在550℃～650℃的条件下，以氮气为保护气加热70～110分钟；或是在微波炉功率700～1000W的条件下，以氮气为保护气辐射10～30分钟。该制作方法简单、经济、环保，所得活性炭吸附性能好。

Description

一种活性炭的制备方法

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法，具体涉及一种以龙眼壳和龙眼核为主要原料的活性炭的制备方法。

背景技术

目前制备活性炭的原料有很多，如木材、煤炭、塑料及橡胶废弃物等。使用这些材料制备活性炭，都存在一些不足。以木材制成的活性炭性能较为理想，但是随着社会环保意识的不断增强，人们越来越意识到用木材制备活性炭不利于生态环境的保护，国家也对木材资源的砍伐利用采取愈加严厉的措施。煤炭则属于不可再生资源，且主要用于发电等重要领域，价格昂贵，不适于用于生产活性炭。而塑料及橡胶的废弃物，虽然原料价格较低、来源广泛，但制得的活性炭性能不高。因而，果壳、秸秆等农林业废弃物逐渐成为制备活性炭的理想原料。

龙眼原产于我国南部及西南部，现我国龙眼主要分布于广西、广东、福建和台湾等省(区)。由于保质期短，龙眼一般用于加工成龙眼干。在此加工过程，一般会产生大量的龙眼壳和龙眼核废弃物。如何利用这些龙眼加工过程中产生的废弃物是一个亟待解决的问题。目前未发现以龙眼壳和龙眼核为主要原料的制备活性炭的专利文献。在2009年7月第4期《天津化工》上，吴文炳等发表的“微波辐射龙眼壳制备活性炭的正交试验”介绍了一种制备活性炭的方法，该方法以龙眼壳为原料，氯化锌为活化剂，微波制备活性炭，得到了较优制备条件：浸渍时间48h，微波功率720w，辐射时间13min，氯化锌质量分数25%。但该制备方法用氯化锌为活性剂，存在毒性大、污水难处理等问题，不利于环境保护。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以龙眼壳和龙眼核为主要原料的活性炭的制备方法，该制作方法简单、经济、环保，所得活性炭吸附性能好。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种活性炭的制备方法，包括以下步骤：

1）将龙眼壳和/或龙眼核粉碎，得原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为30%～60%的磷酸以2.5～3.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3～6小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；

4）将进行炭化和活化后的原料粉末用水洗涤至pH为5.5～6.5，然后烘干即得活性炭；

其中，所述的炭化和活化的过程为：在550℃～650℃的条件下，以氮气为保护气加热70～110分钟；或是在微波炉功率700～1000W的条件下，以氮气为保护气辐射10～30分钟。

优选的，所述龙眼壳和龙眼核为龙眼加工中产生的废弃物，这些龙眼壳和龙眼核废弃物，在龙眼加工的过程中，一般都经过烘烤，含水量低，制得的活性炭品质更优。

优选的，步骤1）中所述的原料粉末的粒径为80～120目。

优选的，步骤2）中所述磷酸的质量浓度为40%。

优选的，步骤2）中所述原料粉末和磷酸的体积比为1∶3。

优选的，所述炭化和活化过程的为：在600℃的条件下，以氮气为保护气加热80分钟；或是在微波炉功率810W的条件下，以氮气为保护气辐射18分钟。

优选的，步骤4）中所述洗涤的过程为：先用水粗洗回收磷酸，再用水把炭化和活化后的原料粉末洗涤至pH为5.5～6.5。

优选的，步骤4）中所述烘干的温度为90～120℃。

和现有技术相比，本发明活性炭的制备方法有以下优点：

1、龙眼壳和龙眼核的自然空隙多、含碳量高，用于制备活性炭得率高，制得的活性炭比表面积大、孔容大、吸附能力强。

2、本发明可利用龙眼加工过程中产生的废弃物，既利于环境保护，又降低了制备活性炭的成本。

3、本发明使用磷酸为活化剂，毒性低、可回收；制备工艺简单易控，经济环保。

具体实施方式

下面以实施例作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

1）将龙眼加工中产生的龙眼壳和龙眼核按1∶3的重量比混合，然后粉碎至90目，得到原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为40%的磷酸以3∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为5小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；即在600℃的条件下，以氮气为保护气加热80分钟；

4）将进行炭化和活化后的原料粉末先用水粗洗回收磷酸，再用水把炭化和活化后的原料粉末洗涤至pH为6.0，然后于100℃条件下烘干，即得活性炭。

实施例2

除了炭化和活化时，是在微波炉功率810W的条件下，以氮气为保护气辐射18分钟；活性炭制备的其余条件和实施1一致。

实施例3

1）将龙眼加工中产生的龙眼壳和龙眼核按1∶1的重量比混合，然后粉碎至80目，得到原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为50%的磷酸以2.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；即在600℃的条件下，以氮气为保护气加热110分钟；

4）将进行炭化和活化后的原料粉末先用水粗洗回收磷酸，再用水把炭化和活化后的原料粉末洗涤至pH为5.5，然后于110℃条件下烘干，即得活性炭。

实施例4

1）将新鲜的龙眼壳和龙眼核按3∶1的重量比混合，然后粉碎至120目，得到原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为30%的磷酸以3.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为6小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；即在微波炉功率1000W的条件下，以氮气为保护气辐射10分钟；

4）将进行炭化和活化后的原料粉末先用水粗洗回收磷酸，再用水把炭化和活化后的原料粉末洗涤至pH为6.5，然后于90℃条件下烘干，即得活性炭。

实施例5

1）将龙眼加工中产生的龙眼壳粉碎至100目，得到原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为50%的磷酸以3∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；即在微波炉功率810W的条件下，以氮气为保护气辐射18分钟；

4）将进行炭化和活化后的原料粉末先用水粗洗回收磷酸，再用水把炭化和活化后的原料粉末洗涤至pH为6.0，然后于120℃条件下烘干，即得活性炭。

实施例6

1）将龙眼加工中产生的龙眼核粉碎至120目，得到原料粉末；

2）将原料粉末与质量浓度为60%的磷酸以2.5∶1（w/v）的浸渍比混合浸泡，浸泡时间为3小时；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；即在600℃的条件下，以氮气为保护气加热70分钟；

实施例7

除了原料为新鲜的龙眼壳外；活性炭制备的其余条件和实施例5一致。

实验例

分别检测实施例1～7中制得的活性炭的得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值，其结果如下表1。

表1、活性炭的得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值

	得率（%）	碘吸附值（mg/g）	亚甲基蓝吸附值（mL/g）
				实施例1	35.12	986.43	102
实施例2	36.60	1005.4	105
				实施例3	38.84	969.57	102
实施例4	26.71	930.45	90
				实施例5	28.62	948.25	94
实施例6	27.14	958.21	98
				实施例7	25.97	911.84	87

由上表可以看出：

本发明活性炭的制备方法的得率为25.97%～38.84%，得率较高；碘吸附值≥911.84mg/g，亚甲基蓝吸附值≥87mL/g，根据GB/T 13803.1-1999和GB/T 13803.2-1999，制得的活性炭吸附性能好，可以达到二级或二级以上品质。

Claims

1.一种活性炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将龙眼壳和/或龙眼核粉碎，得原料粉末；

3）将浸泡后的原料粉末进行炭化和活化；

2.根据权利要求1所述的活性炭的制备方法，其特征在于：所述原料粉末的粒径为80～120目。

3.根据权利要求1所述的活性炭的制备方法，其特征在于：所述磷酸的质量浓度为40%。

4.根据权利要求1所述的活性炭的制备方法，其特征在于：所述原料粉末和磷酸的浸渍比为3∶1（w/v）。

5.根据权利要求1所述的活性炭的制备方法，其特征在于：所述炭化和活化过程的为：在600℃的条件下，以氮气为保护气加热80分钟；或是在微波炉功率810W的条件下，以氮气为保护气辐射18分钟。

6.根据权利要求1所述的活性炭的制备方法，其特征在于：步骤4）中，所述烘干的温度为90～120℃。