CN105217626A - 一种核桃壳基活性炭的制备方法 - Google Patents

一种核桃壳基活性炭的制备方法 Download PDF

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苏晓磊
贾艳
李新林
屈银虎
贺辛亥
徐洁
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Abstract

本发明公开了一种核桃壳基活性炭的制备方法，将粉碎的核桃壳与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴中放置后烘干；然后置入充有保护气体的气氛炉中，然后将气氛炉升温至700～1000℃，并保持1～5h碳化，将碳化后的核桃壳再与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴放置后再用去离子水洗涤、烘干即得。本发明核桃壳基活性炭的制备方法，陕西核桃壳来源广泛、价格低廉、废物循环利用，操作工艺简单；本发明核桃壳基活性炭的制备方法，通过磷酸活化的方法改变了核桃壳碳化后的活性炭表面原子的物理化学特性，从而获得良好吸附性能、机械性能、降解性能等性能的活性炭材料。

Description

一种核桃壳基活性炭的制备方法
技术领域
本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种核桃壳基活性炭的制备方法。
背景技术
活性炭是经过活化处理的黑色多孔的固体物质，具有发达的孔隙结构，有很大比表面积和高吸附能力，并以非晶形为主的含碳材料。活性炭的化学性质稳定，具有耐酸、耐碱、耐高温等特点，且不溶于水和有机溶剂，既可在气相中使用，也可以在液相中使用，还可以再生循环利用。因此，活性炭己广泛应用于医疗卫生、食品加工、交通能源、农业、环境保护、电子、化学工业、湿法冶金和军事化学防护等各个领域，成为人们日常生活和国防建设以及国民经济必不可少的重要产品。随着科学技术的进步和国民经济的发展，特别是近年来各国政府都加强了对环境的保护和治理力度，进一步推动了活性炭的研究与开发，出现了许多具有特殊功能的新型活性炭材料，其应用领域也不断扩大，活性炭这一古老而新颖的材料己显示出良好的发展前景。
而陕西省核桃栽培历史悠久，种质资源丰富，核桃经食用后，核桃壳作为废料被扔弃，对环境有污染，而近年来，雾霾天气越来越严重，而核桃壳经过碳化后，其内部具有大量的孔隙，对雾霾天气中的颗粒具有很强的吸附作用，对净化空气具有很大的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种核桃壳基活性炭的制备方法，生产成本低、废物利用、制备流程简单。
本发明所采用的技术方案是，一种核桃壳基活性炭的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将粉碎的核桃壳与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴中放置后烘干；
步骤2，将步骤1中烘干的核桃壳置入充有保护气体的气氛炉中，然后将气氛炉升温至700～1000℃，并保持1～5h碳化，将碳化后的核桃壳再与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴放置后再用去离子水洗涤3～5次，在80～100℃烘干即得核桃壳基活性炭。
本发明的特点还在于，
步骤1中核桃壳初步粉碎后采用行星球磨机球磨2～5h，球磨转速为1000～2000转/分。
步骤1中磷酸活化剂溶液的浓度为30～50g/L，核桃壳与磷酸活化剂溶液的质量比为1：1～5。
步骤1中恒温水浴温度为50～80℃，放置24～48h，烘干温度为80～100℃。
步骤2中保护气体为氮气或氩气。
步骤2中磷酸活化剂溶液的浓度为30～50g/L，核桃壳与磷酸活化剂溶液的质量比为1：1～5。
步骤2中恒温水浴温度为50～80℃，放置24～48h。
本发明的有益效果是，本发明核桃壳基活性炭的制备方法，陕西核桃壳来源广泛、价格低廉、废物循环利用，操作工艺简单；本发明核桃壳基活性炭的制备方法，通过磷酸活化的方法改变了核桃壳碳化后的活性炭表面原子的物理化学特性，从而获得良好吸附性能、机械性能、降解性能等性能的活性炭材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明核桃壳基活性炭的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，经初步粉碎后利用行星球磨机球磨2～5h，球磨转速为1000～2000转/分；
步骤2，将步骤1中粉碎的核桃壳与浓度为30～50g/L的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：1～5的比例进行混合，在50～80℃恒温水浴放置24～48h后在80～100℃烘干；
步骤3，将步骤2中烘干的核桃壳置入充有氮气或氩气惰性气氛的气氛炉中，之后将气氛炉升温至700～1000℃，并保持1～5h碳化，将碳化后的核桃壳再与浓度为30～50g/L的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：1～5的比例进行混合，在50～80℃恒温水浴放置24～48h后用去离子水洗涤3～5次，在80～100℃烘干即得核桃壳基活性炭。
本发明核桃壳基活性炭的制备方法，生产成本低、废物利用、制备流程简单，制备出的核桃壳基活性炭性能优异。
实施例1
步骤1，选用陕西核桃壳，经初步粉碎后利用行星球磨机球磨2小时，球磨转速为1000转/分；
步骤2，将步骤1中粉碎的核桃壳与浓度为30克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：1进行混合，在50度恒温水浴放置24小时，之后在80度烘干；
步骤3，将步骤2中烘干的核桃壳置入充有氮气惰性气氛的气氛炉中，之后将气氛炉升温至700度，并保持2小时碳化，将碳化后的核桃壳再与浓度为30克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：3进行混合，在80度恒温水浴放置24小时，之后用去离子水洗涤5次，在100度烘干即得核桃壳基活性炭。
对施例1制备的活性炭进行比表面积测试，其比表面积为：103m3/g。
实施例2
步骤1，选用陕西核桃壳，经初步粉碎后利用行星球磨机球磨4小时，球磨转速为1500转/分；
步骤2，将步骤1中粉碎的核桃壳与浓度为50克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：5进行混合，在80度恒温水浴放置48小时，之后在90度烘干；
步骤3，将步骤2中烘干的核桃壳置入充有氩气惰性气氛的气氛炉中，之后将气氛炉升温至1000度，并保持5小时碳化，将碳化后的核桃壳再与浓度为50克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：3进行混合，在50度恒温水浴放置48小时，之后用去离子水洗涤4次，在80度烘干即得核桃壳基活性炭。
对施例2制备的活性炭进行比表面积测试，其比表面积为：121m3/g。
实施例3
步骤1，选用陕西核桃壳，经初步粉碎后利用行星球磨机球磨5小时，球磨转速为2000转/分；
步骤2，将步骤1中粉碎的核桃壳与浓度为40克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：3进行混合，在60度恒温水浴放置36小时，之后在100度烘干；
步骤3，将步骤2中烘干的核桃壳置入充有氮气惰性气氛的气氛炉中，之后将气氛炉升温至800度，并保持1小时碳化，将碳化后的核桃壳再与浓度为40克/升的磷酸活化剂溶液按照质量比为1：5进行混合，在70度恒温水浴放置36小时，之后用去离子水洗涤3次，在90度烘干即得核桃壳基活性炭。
对施例3的活性炭进行比表面积测试，其比表面积为：131m3/g。

Claims (7)

1.一种核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将粉碎的核桃壳与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴中放置后烘干；
步骤2，将步骤1中烘干的核桃壳置入充有保护气体的气氛炉中，然后将气氛炉升温至700～1000℃，并保持1～5h碳化，将碳化后的核桃壳再与磷酸活化剂溶液混合，在恒温水浴放置后再用去离子水洗涤3～5次，在80～100℃烘干即得核桃壳基活性炭。
2.根据权利要求1所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤1中核桃壳初步粉碎后采用行星球磨机球磨2～5h，球磨转速为1000～2000转/分。
3.根据权利要求1所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤1中磷酸活化剂溶液的浓度为30～50g/L，核桃壳与磷酸活化剂溶液的质量比为1：1～5。
4.根据权利要求1～3任一所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤1中恒温水浴温度为50～80℃，放置24～48h，烘干温度为80～100℃。
5.根据权利要求1所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤2中保护气体为氮气或氩气。
6.根据权利要求1所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤2中磷酸活化剂溶液的浓度为30～50g/L，核桃壳与磷酸活化剂溶液的质量比为1：1～5。
7.根据权利要求1、5或6所述的核桃壳基活性炭的制备方法，其特征在于，步骤2中恒温水浴温度为50～80℃，放置24～48h。
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