CN103011159B - 一种茄子秸秆活性炭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种茄子秸秆活性炭的制备方法,包括:将茄子秸秆洗净、干燥、破碎,在450~650℃下炭化30~40min,用活化剂在650~700℃下活化80~100min后冷却至室温取出;再将活化后的茄子秸秆浸泡在盐酸中,55~65℃搅拌1~2h,再用蒸馏水冲洗至中性,干燥,筛分至200目,得到粉末状茄子秸秆活性炭;活化剂与秸秆的质量比为2~4:1。本发明简单有效,原材料来源广泛,成本低,腐蚀性低,对环境污染小,茄子秸秆活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值远远超出国家木质净水一级活性炭标准值,为活性炭的制造开发了新的原材料。
Description
技术领域
本发明属于活性炭的制备领域,具体涉及一种茄子秸秆活性炭的制备方法。
背景技术
高比表面积活性炭作为一种重要的吸附材料具有广阔的应用前景,原料来源广泛,木材、石油、煤、果壳等皆可用来制备活性炭,随着一次性资源的枯竭,需要人们开发新的可替代、可再生的资源。我国是农业大国,每年农作物秸秆总产量超过7亿吨,但其利用率仅达5%左右。近几年来,随着农村经济的发展和能源供应的改善,农民对秸杆的燃烧利用逐渐减少,秸杆在农村能源中的比重呈下降趋势,部分经济发达地区出现了田间直接焚烧秸杆的现象。这一方面是对资源的浪费,另一方面对环境也造成了污染。茄子在我国具有广大的种植面积,其秸秆木质坚硬、含碳量高,灰分和硫含量低,具有制备优质活性炭的潜能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种茄子秸秆活性炭的制备方法,该方法简单有效,原材料来源广泛,成本低,腐蚀性低,对环境污染小,茄子秸秆活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值远远超出国家木质净水一级活性炭标准值,为活性炭的制造开发了新的原材料。
本发明的一种茄子秸秆活性炭的制备方法,包括:
将茄子秸秆洗净、干燥、破碎,在450~650℃下炭化30~40min,用活化剂在650~700℃下活化80~100min后冷却至室温取出;再将活化后的茄子秸秆浸泡在盐酸中,55~65℃搅拌1~2h,再用蒸馏水冲洗至中性,干燥,筛分至200目,得到粉末状茄子秸秆活性炭;活化剂与秸秆的质量比为2~4:1;
所述茄子秸秆破碎至0.5~1.5cm。
所述活化剂为KOH或KOH与NaOH的混合物。
所述KOH与NaOH的混合物中KOH与NaOH的质量比为3:1。
所述盐酸的浓度为0.1mol/L。
所述蒸馏水的温度为常温。
所述筛为200目。
所述茄子秸秆活性炭在用KOH活化时为微孔活性炭,碘吸附值为2038.5mg/g,亚甲基蓝吸附值为41.3mL/0.1g。
所述茄子秸秆活性炭在用KOH与NaOH的混合物活化时为中孔活性炭,碘吸附值2356.40mg/g、亚甲基蓝吸附值42mL/0.1g。
本发明的技术要点是:活性炭的生产原料为茄子秸秆,使用的活化剂为KOH或者是KOH和NaOH的混合物,浸泡液为盐酸。
本发明以废弃茄子秸秆为前驱体,以KOH为活化剂,或以KOH和NaOH混合物为活化剂采用化学活化法制备活性炭。化学活化法是一种简单有效的制备活性炭方法。KOH作为常用的活化剂可制备出高比表面积活性炭,以微孔为主。与KOH相比,NaOH作活化剂可制备出中孔活性炭,其成本低,腐蚀性低,对环境污染小。NaOH与KOH混合物作活化剂可制备出更多中孔的活性炭。
本发明使用农作物茄子秸秆作为原材料,利用茄子秸秆木质坚硬的特点,替代现有的其他木质、煤炭等原材料,不但原材料来源广泛,而且成本低廉,符合国家资源重复利用,保护环境政策;既减少了一次性能源的消耗,也为农作物秸秆的综合利用找到了新的出路。
使用KOH或NaOH/KOH作为活化剂比ZnCl2具有制备活性炭比典吸附值大的特点,尤其是使用NaOH和KOH混合物其效果更佳明显。
茄子秸秆比稻草秸秆、废弃麻等材质更佳坚硬,制备的活性炭碘吸附值大。
有益效果
(1)本发明成本低,腐蚀性低,对环境污染小;工艺流程简单,可以工业化生产,既为农业生产废弃的茄子秸秆的利用找到了新的出路,节省了煤炭等一次性能源,也为活性炭的制造开发了新的原材料。
(2)使用本发明技术路线生产的茄子秸秆活性炭,其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值远远超出国家木质净水一级活性炭标准值。
附图说明
图1为茄子秸秆活性炭制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
选取一定量的废弃农作物茄子秸秆,洗净、干燥、破碎至1cm。炭化30min,炭化温度650℃,在KOH:秸秆质量比为2:1,活化时间100min,活化温度650℃,在加热炉炉中进行加热,之后冷却至室温取出。再将其浸泡在0.1mol/L的盐酸中,在60℃左右下不断搅拌1h,再用热的蒸馏水冲洗至中性,干燥,筛分至200目,得到粉末状茄子秸秆活性炭。在此条件下制得的活性炭,碘吸附值为2038.5mg/g,亚甲基蓝吸附值为41.3mL/0.1g,远远超出国家木质净水一级活性炭标准(GBT138032-1999,木质净水用活性炭一级品质量指标:碘吸附值≥1000mg/g,亚甲基蓝值≥9ml/0.1g)。
实施例2
选取一定量的废弃农作物茄子秸秆,洗净、干燥、破碎至1cm。炭化30min后,在活化温度为700℃、活化时间为80min、炭化温度为450℃、使用活化剂(KOH和NaOH)进行活化,其质量比KOH:NaOH:茄子秸秆为3:1:1。在加热炉炉中进行加热,之后冷却至室温取出。再将其浸泡在0.1mol/L的盐酸中,在60℃下不断搅拌1h,再用热的蒸馏水冲洗至中性,干燥,筛分至200目,得到粉末状茄子秸秆活性炭。可得碘吸附值2356.40mg/g、亚甲基蓝吸附值42mL/0.1g的活性炭,远远超出国家木质净水一级活性炭标准(GBT138032-1999,木质净水用活性炭一级品质量指标:碘吸附值≥1000mg/g,亚甲基蓝值≥9ml/0.1g)。
Claims (1)
1.一种茄子秸秆活性炭的制备方法,包括:
选取一定量的废弃农作物茄子秸秆,洗净、干燥、破碎至1cm;炭化30min后,在活化温度为700℃、活化时间为80min、炭化温度为450℃、使用活化剂KOH和NaOH进行活化,其质量比KOH:NaOH:茄子秸秆为3:1:1;在加热炉炉中进行加热,之后冷却至室温取出;再将其浸泡在0.1mol/L的盐酸中,在60℃下不断搅拌1h,再用热的蒸馏水冲洗至中性,干燥,筛分至200目,得到粉末状茄子秸秆活性炭。
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