CN103011155A - 一种利用油茶果壳制备活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用油茶果壳制备活性炭的方法，步骤如下：将油茶果壳过筛除杂之后经干燥粉碎制成果壳颗粒，将果壳颗粒与一定比例活化剂混合浸泡后先进行炭化，再经二次加热进行活化，活化后的物料依次进行酸洗、水洗、烘干、制粒即得到活性炭。以油茶果壳制备活性炭，原料来自油茶生产加工剩余物，来源充足；以油茶果壳为原料，通过物理化学方法相结合制备活性炭工艺简单、稳定性好、污染少、易再生、生产成本低、活性炭产品比表面积大，吸附性能好。

Description

一种利用油茶果壳制备活性炭的方法

技术领域

本发明涉及一种利用油茶果壳制备活性炭的方法，属于活性炭的制备技术领域。

背景技术

活性炭是一种具有发达孔隙结构和大比表面积的碳质吸附材料，具有独特的物化特性，如吸附能力强、力学强度高、化学稳定性好、且便于再生等特点，因此，它作为优质的吸附剂和催化剂载体被广泛应用于工业、农业、国防、交通、医药卫生、环保及能源等领域。传统活性炭制备的原料主要是木材和煤炭。由于国内林木资源有限且日益减少、煤炭价格较高，寻求廉价而丰富的可再生原料替代木材和煤炭是目前活性炭制备领域急需解决的问题。

油茶是我国南方重要的木本油料树种，具有栽培历史悠久、分布区域广、栽培面积大、用途广泛等特点。油茶壳是油茶果的外皮，占油茶果鲜重的60%～70%，我国每年产生的油茶壳有近百万吨之多。油茶壳的主要化学成分是木质素和纤维素，其化学组成及含量为多缩戊糖25%～28%，木质素25%～28%，纤维素38%～43%，因而是制备活性炭的优质材料。油茶果经晒干脱籽后的果壳主要用作燃开发利用途径较少，而目前生产木质颗粒活性炭的原料主要是硬质果核壳，如杏核壳和椰子壳等，这些原料资源日趋紧缺，供需矛盾日益突出，迫切需要开发木质活性炭的新原料。

近年有关油茶果壳开发利用的专利多集中作为在新材料的应用方面，如专利申请号201210027121.6涉及一种利用油茶果壳制备油茶专用缓释肥料的方法；申请号201010243982.9的专利公开了一种以油茶果壳制备生物吸附剂的制备方法；申请号201010181026.2的专利用油茶果壳制汽油蒸气回收用颗粒活性炭；申请号为200810030689.7的专利公开了油茶果壳制液态生物能源的方法等，未见油茶果壳经粉碎后通过炭化、活化二步法制备净水活性炭的相关报导。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种用油茶果壳制备活性炭的方法，该方法的有助于节约资源，减小环境污染，有效地实现了对农作物废料的有效利用，从而拓宽了农民增收渠道，降低了活性炭的制备成本，为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种利用油茶果壳制备活性炭的方法，其特征在于它由以下步骤组成：

(1)将油茶果壳进行粉碎，选取油茶果壳初步粉碎后置恒温电热干燥箱中干燥，使果壳粉碎物水分含量降至10%以下；将预处理后的果壳颗粒放入粉碎机内进一步粉碎，将果壳粉碎后过筛，选取60-120目的果壳颗粒；

(2)酸浸，将步骤(1)中的油茶果壳粉碎物与配制好的质量百分比浓度为60 %~80%的磷酸溶液按固液质量体积比为2.5:1~3.5:1混合，反复搅拌使至均匀，浸泡24~48h；

(3)炭化，酸浸后的油茶果壳在150~250℃干燥箱中下加热炭化80~120min；

(4)活化，将步骤(3)炭化后的油茶果壳放入电阻炉中将温度调高至550℃~650℃进行活化，活化时间控制在60-120min；

(5)漂洗、干燥、过筛得成品，将活性炭取出，加清水反复洗涤，使pH值为5-7；将湿活性炭置100~120℃干燥箱中干燥，使活性炭的含水率降低至10%以下，并粉碎、过筛后得到油茶果壳活性炭，即得成品。

本发明以油茶果壳为原料制备活性炭，原料充足，价格低廉，工艺简单、污染少、炭活化温度低、所得活性炭孔隙结构发达、吸附性能好、经久耐用。

具体实施方式

  下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明，但不意味着限制本发明的范围。

实施例1。

选取油茶果壳置恒温电热干燥箱中干燥水分含量降至6%，将预处理后的果壳进一步粉碎至60目，将油茶壳粉与80％磷酸溶液按重量比为1∶2.5 搅拌混合均匀后静置24 小时，酸浸后的油茶果壳在250℃干燥箱中下加热炭化80min；炭化后的油茶果壳放入电阻炉中将温度调高至550°C活化60min；冷却后将活性炭取出，加清水反复洗涤，使pH值为7并于 100℃干燥箱中干使活性炭的含水率为3%，粉碎、过筛后得到油茶果壳活性炭成品。

按照国家标准GB/T 12496.10-1999和GB/T 12496.8-1999测定制备的油茶壳活性炭，碘吸附值可达1683mg/g，亚甲基蓝吸附值可达187mg/g，完全满足活性炭一级品国家标准的吸附性能指标。采用比表面自动分析仪测定制备的油茶壳活性炭的比表面积为962m²/g，扫描电镜观测结果显示油茶壳活性炭具有发达的孔隙结构，且含有丰富的中孔。

实施例2。

  选取油茶果壳置恒温电热干燥箱中干燥水分含量降至5%，将预处理后的果壳进一步粉碎至80目，将油茶壳粉与60％磷酸溶液按重量比为1∶3.5 搅拌混合均匀后静置48小时，酸浸后的油茶果壳在150℃干燥箱中下加热炭化120min；炭化后的油茶果壳放入电阻炉中将温度调高至650°C活化120min；冷却后将活性炭取出，加清水反复洗涤，使pH值为5并于 120℃干燥箱中干使活性炭的含水率为5%，粉碎、过筛后得到油茶果壳活性炭成品。

按照国家标准GB/T 12496.10-1999和GB/T 12496.8-1999测定制备的油茶壳活性炭，碘吸附值可达1534mg/g，亚甲基蓝吸附值可达177mg/g，完全满足活性炭一级品国家标准的吸附性能指标。采用比表面自动分析仪测定制备的油茶壳活性炭的比表面积为949m²/g，扫描电镜观测结果显示油茶壳活性炭具有发达的孔隙结构，且含有丰富的中孔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种用油茶果壳制备活性炭的方法，其特征在于它由以下工艺步骤组成：

(1) 将油茶果壳进行粉碎，选取油茶果壳初步粉碎后置恒温电热干燥箱中干燥，使果壳粉碎物水分含量降至10%以下；将预处理后的果壳颗粒放入粉碎机内进一步粉碎，将果壳粉碎后过筛，选取60-120目的果壳颗粒；

(2)酸浸，将步骤(1)中的油茶果壳粉碎物与配制好的质量百分比浓度为60 %~80%的磷酸溶液按固液质量体积比为2.5:1~3.5:1混合，反复搅拌使至均匀，浸泡24~48h；

(3)炭化，酸浸后的油茶果壳在150~250℃干燥箱中下加热炭化80~120min；

(4)活化，将步骤(3)炭化后的油茶果壳放入电阻炉中将温度调高至550°C~650°C进行活化，活化时间控制在60-120min；

(5)漂洗、干燥、过筛得成品，将活性炭取出，加清水反复洗涤，使pH值为5-7；将湿活性炭置100~120℃干燥箱中干燥，使活性炭的含水率降低至10%以下，并粉碎、过筛后得到油茶果壳活性炭，即得成品。

2.根据权利要求1所述的一种以油茶果壳制备活性炭的工艺方法所制得的油茶果壳活性炭。