CN103880008B - 一种利用超声波制备活性炭的方法 - Google Patents

一种利用超声波制备活性炭的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103880008B
CN103880008B CN201410123444.4A CN201410123444A CN103880008B CN 103880008 B CN103880008 B CN 103880008B CN 201410123444 A CN201410123444 A CN 201410123444A CN 103880008 B CN103880008 B CN 103880008B
Authority
CN
China
Prior art keywords
active carbon
ultrasonic wave
acid solution
phosphoric acid
wood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410123444.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103880008A (zh
Inventor
李涛
黄彪
江茂生
卢燕凤
卢麒麟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Agriculture and Forestry University
Original Assignee
Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Agriculture and Forestry University filed Critical Fujian Agriculture and Forestry University
Priority to CN201410123444.4A priority Critical patent/CN103880008B/zh
Publication of CN103880008A publication Critical patent/CN103880008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103880008B publication Critical patent/CN103880008B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用超声波制备活性炭的方法。以木屑为原材料，经粉碎、过20~40目筛后，烘至绝干，利用超声波进行超声处理制得木屑粉；然后将木屑粉与磷酸溶液混合浸渍3~5h，经活化，冷却至室温、清洗制得得活化料；活化料经干燥、粉碎、过筛后，制得活性炭。本发明提供的方法操作简单，易于实施。本发明所使用木屑是含有纤维素的木质原料，经过超声处理降低了纤维素的结晶度，有效提高了磷酸的浸渍效率，无需增加药剂可以在同等工艺条件下提高活性炭吸附效能，从而降低了活性炭的制造成本和生产过程中所产生的污染。

Description

一种利用超声波制备活性炭的方法
技术领域
本发明属于吸附材料制备领域，具体涉及一种利用超声波制备活性炭的方法。
背景技术
活性炭微孔发达、比表面积高、吸附能力强，是一种应用极为广泛的吸附净化材料，广泛应用于化工、环保、食品与制药、催化剂载体和电极材料等领域。目前，活性炭的制备方法多为化学活化法，即将各种含碳原料按一定比例与化学药剂均匀混合或浸渍，在一定温度进行炭活化一步完成制备的方法。添加化学药剂的含碳原料在炭活化过程中产生脱水和热降解作用，生产一系列分子碎片。这些分子碎片相互之间通过缩合反应，在原料表面逐渐聚集成微晶质碳的结构。当活性药剂洗脱后，结果得到具有丰富微孔结构的活性炭。目前国内外报道较多、较成熟的活化剂有H3PO4等众多药剂。但化学药剂的使用会带来生产次生污染，因此寻找新的生产制备方法以提高活性炭性能，减少生产过程中生产过程中产生的次生污染等问题是当前研究的热点。
以木质原料经预先超声处理，再经磷酸活化的制备方法来制备活性炭的研究尚未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种利用超声波制备活性炭的方法。经过超声处理降低了木屑中纤维素的结晶度，有效提高了磷酸的浸渍效率，无需增加药剂可以在同等工艺条件下提高活性炭的吸附效能，从而降低了活性炭的制造成本和生产过程中所产生的污染。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用超声波制备活性炭的方法，以木屑为原材料，经粉碎、过20~40目筛后，烘至绝干，利用超声波进行超声处理制得木屑粉；然后将木屑粉与磷酸溶液混合浸渍3~5h，经活化，冷却至室温、清洗制得活化料；活化料经干燥、粉碎、过筛后，制得活性炭。
所述的木屑含水率为15%~20%。
所述的超声处理时间为1~4h，采用的超声波其频率频率为30~50kHz、功率为160~200w。
木屑粉与磷酸溶液的质量比为1.5~4.0:1；所述的磷酸溶液质量分数为40%。
所述的活化为在马弗炉中450~600℃活化90~120min。
所述的清洗为先用10wt%的盐酸溶液清洗30~50min，再用60~80℃水洗涤至洗液呈中性。
活化料在110~120℃干燥10~14h，粉碎过200~300目筛，制得活性炭。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的方法操作简单，易于实施；采用超声处理木屑，降低了木屑中纤维素的结晶度，有效提高了磷酸的浸渍效率，在同等工艺条件下提高了活性炭的吸附效能，从而降低了活性炭的制造成本和生产过程中所产生的污染。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
下述实施例所用的磷酸、盐酸均为分析纯。
实施例1
将含水率为15%~20%的木屑粉碎，过20目筛，烘至绝干，在超声波条件下超声处理1h制得木屑粉，超声波频率为40kHz、功率为180w；
称取75g木屑粉与40%磷酸溶液50g混合，充分搅拌后，浸渍4h，移至坩埚中，置于马弗炉中，450℃烧制活化120min，冷却至室温，活化得到的样品用10wt%的盐酸溶液清洗30min后，继续再用60℃水洗涤至洗液呈中性，最后将所得活化料在115℃温度下干燥12h，将试样粉碎过200目筛，即得到活性炭；
在其他实验参数都相同的情况下，改变超声处理时间，所制备的活性炭对亚蓝的吸附性能指标如表1所示：
表1经不同的超声处理时间所制备的活性炭对亚蓝的吸附值
从表1中可以看到利用预超声生产活性炭，其主要性能指标亚蓝的吸附值均大于未处理样品。由此可见，同等条件可以制备性能较优的活性炭产品，从而降低了活性炭的制造成本和生产过程中污染。
实施例2
将含水率为15%~20%的木屑粉碎，过30目筛，烘至绝干，在超声波条件下超声处理1.5h制得木屑粉，超声波频率为30kHz、功率为200w。
称取100g木屑粉与40%磷酸溶液50g混合，充分搅拌后，浸渍3h，移至坩埚中，置于马弗炉中，600℃烧制活化90min，冷却至室温，活化得到的样品用10wt%的盐酸溶液清洗40min后，继续再用70℃水洗涤至洗液呈中性，最后将所得活化料在110℃温度下干燥14h，将试样粉碎过250目筛，即得到活性炭。
实施例3
将含水率为15%~20%的木屑粉碎，过40目筛，烘至绝干，在超声波条件下超声处理2.5h制得木屑粉，超声波频率为50kHz、功率为160w。
称取150g木屑粉与40%磷酸溶液50g混合，充分搅拌后，浸渍4h，移至坩埚中，置于马弗炉中，550℃烧制活化110min，冷却至室温，活化得到的样品用10wt%的盐酸溶液清洗50min后，继续再用80℃水洗涤至洗液呈中性，最后将所得活化料在120℃温度下干燥10h，将试样粉碎过300目筛，即得到活性炭。
实施例4
将含水率为15%~20%的木屑粉碎，过30目筛，烘至绝干，在超声波条件下超声处理3h制得木屑粉，超声波频率为40kHz、功率为200w。
称取75g木屑粉与40%磷酸溶液50g混合，充分搅拌后，浸渍4h，移至坩埚中，置于马弗炉中，450℃烧制活化120min，冷却至室温，活化得到的样品用10wt%的盐酸溶液清洗50min后，继续再用60℃水洗涤至洗液呈中性，最后将所得活化料在115℃温度下干燥12h，将试样粉碎过200目筛，即得到活性炭。
实施例5
将含水率为15%~20%的木屑粉碎，过30目筛，烘至绝干，在超声波条件下超声处理4h制得木屑粉，超声波频率为40kHz、功率为180w。
称取75g木屑粉与40%磷酸溶液50g混合，充分搅拌后，浸渍4h，移至坩埚中，置于马弗炉中，450℃烧制活化120min，冷却至室温，活化得到的样品用10wt%的盐酸溶液清洗50min后，继续再用60℃水洗涤至洗液呈中性，最后将所得活化料在115℃温度下干燥12h，将试样粉碎过200目筛，即得到活性炭。
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与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种利用超声波制备活性炭的方法，其特征在于：以木屑为原材料，经粉碎、过20~40目筛后，烘至绝干，利用超声波进行超声处理制得木屑粉；然后将木屑粉与磷酸溶液混合浸渍3~5h，经活化，冷却至室温、清洗制得活化料；活化料经干燥、粉碎、过筛后，制得活性炭；
木屑粉与磷酸溶液的质量比为1.5~4.0:1；所述的磷酸溶液质量分数为40%；
所述的超声处理时间为1~1.5h，采用的超声波其频率为30~50kHz、功率为160~200w。
2.根据权利要求1所述的利用超声波制备活性炭的方法，其特征在于：所述的木屑含水率为15%~20%。
3.根据权利要求1所述的利用超声波制备活性炭的方法，其特征在于：所述的活化为在马弗炉中450~600℃活化90~120min。
4.根据权利要求1所述的利用超声波制备活性炭的方法，其特征在于：所述的清洗为先用10wt%的盐酸溶液清洗30~50min，再用60~80℃水洗涤至洗液呈中性。
5.根据权利要求1所述的利用超声波制备活性炭的方法，其特征在于：活化料在110~120℃干燥10~14h，粉碎过200~300目筛，制得活性炭。
CN201410123444.4A 2014-03-31 2014-03-31 一种利用超声波制备活性炭的方法 Expired - Fee Related CN103880008B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410123444.4A CN103880008B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种利用超声波制备活性炭的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410123444.4A CN103880008B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种利用超声波制备活性炭的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103880008A CN103880008A (zh) 2014-06-25
CN103880008B true CN103880008B (zh) 2016-05-11

Family

ID=50949186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410123444.4A Expired - Fee Related CN103880008B (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种利用超声波制备活性炭的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103880008B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105967183A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 叶安蔚 利用中药渣制备活性炭的方法
CN110693290B (zh) * 2019-11-01 2021-06-04 广西壮族自治区林业科学研究院 一种防霉佛香及其加工工艺
CN113019323B (zh) * 2021-03-11 2023-05-16 西北农林科技大学 超声活化生物炭及其制备方法与应用
CN114436254B (zh) * 2022-03-23 2023-04-28 南京林业大学 一种高比表面积体积密度活性炭前体筛选方法及制备活性炭的方法
CN116062752B (zh) * 2023-03-14 2023-12-22 广东韩研活性炭科技股份有限公司 一种药用活性炭磷酸法制备工艺
CN116730339B (zh) * 2023-06-28 2024-01-23 广东健态实业有限公司 一种新型木质柱状活性炭无害化制备设备及其工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0188203A2 (de) * 1985-01-15 1986-07-23 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Aktivkohlen
CN101648707A (zh) * 2009-08-27 2010-02-17 南京林业大学 一种高孔容活性炭的制备方法
CN101913603A (zh) * 2010-08-16 2010-12-15 西北农林科技大学 一种杜仲叶林萌生枝条剥皮后枝木制取活性炭的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005288224A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Univ Nagoya 親水性活性炭、及びこれを用いた吸着ヒートポンプ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0188203A2 (de) * 1985-01-15 1986-07-23 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Aktivkohlen
CN101648707A (zh) * 2009-08-27 2010-02-17 南京林业大学 一种高孔容活性炭的制备方法
CN101913603A (zh) * 2010-08-16 2010-12-15 西北农林科技大学 一种杜仲叶林萌生枝条剥皮后枝木制取活性炭的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103880008A (zh) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103880008B (zh) 一种利用超声波制备活性炭的方法
CN101112983B (zh) 水枝锦秸秆活性炭的制备方法
CN104071788B (zh) 基于CaCl2改进的秸秆活性炭的制备方法及其用途
CN103288080B (zh) 一种制备中孔率高、吸附性强的生态炭方法
CN104326471A (zh) 一种甘草废渣制备活性炭的方法
CN102786052A (zh) 一种稻壳脱硅制备活性炭的方法
CN102092711A (zh) 中药渣制备活性炭的方法
CN102616778A (zh) 一种微波加热再生废弃煤质活性炭制备中孔活性炭的方法
CN104045084A (zh) 一种活性炭及其制备方法
CN102730681A (zh) 一种高吸附性活性炭的制备方法
CN103771410A (zh) 一种农作物秸秆活性炭的制备方法
CN106607007A (zh) 一种MgO负载汉麻秆活性炭的制备方法
CN105480975A (zh) 一种以汉麻秆为碳源制备高比表面积多孔碳的方法
CN104014307A (zh) 一种增强活性炭表面碱性基团的微波加热改性方法
CN104741074A (zh) 一种膨胀蛭石吸附剂的制备方法
CN104386693A (zh) 一种中药材废渣制备活性炭的方法
CN104387478A (zh) 一种油用牡丹茎纳米纤维素的制备方法
CN102826548A (zh) 蕉树基活性炭及其制备方法
CN102423690B (zh) 一种多介孔西红柿杆活性炭的制备方法
CN102259855A (zh) 一种环保型超级竹质活性炭生产方法
CN104192884B (zh) 一种制备活性炭联产氯化钙的方法
CN106378103A (zh) 一种甲醛吸附剂的制备工艺
CN102674345A (zh) 利用废弃棉花杆生产脱硫用催化剂载体的方法
CN102963892B (zh) 一种空调空气循环用炭粒的制备方法
CN102745688A (zh) 氯化锌活化法制备笋壳基活性炭的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

Termination date: 20200331

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee