CN105271221A - 一种利用果壳制备活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用果壳制备活性炭的方法，先将果壳粉碎并浸于盐酸溶液中，保持一定时间后过滤，将得到的固体物烘干，得到物料一；然后将物料一浸于聚乙二醇和水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；再将炭化料加入到碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空条件下搅拌后在惰性气体保护的条件下升温反应，然后降至室温，得到粗品；最后将粗品在氮气保护的条件下升温干燥，得到活性炭。本发明提供的制备方法得到的活性炭具有优良的吸附性能，可以作为高性能吸附材料广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种利用果壳制备活性炭的方法。
背景技术
果壳活性炭被广泛应用于饮用水、工业用水和废水的深度净化以及气相吸附，如电厂、石化、炼油厂、食品饮料、制糖制酒、医药、电子、养鱼、海运等行业水质净化处理，能有效吸附水中的游离氯、酚、硫和其它有机污染特，特别是致突变物(THM)的前驱物质，达到净化除杂去异味。还可用于工业尾气净化、气体脱硫、石油催化重整，气体分离、变压吸附、空气干燥、食品保鲜、防毒面具、解媒载体，工业溶剂过滤、脱色、提纯等。各种气体的分离、提纯、净化；有机溶剂回收；制糖、味精、医药、酒类、饮料的脱色、除臭、精制；贵重金属提炼；化学工业中的催化剂及催化剂载体。产品更具脱色、提纯、除杂、除臭、去异味、载体、净化、回收等功能。主要用于食品、饮料、纯净水过滤、电厂锅炉废水处理、生活用水和工业用水的除氯、除异味及液体过滤、环保活性炭，能有效水中酚、汞、铅、砷、重金属等有害物质。随着工业的进一步发展，目前果壳活性炭的吸附性能已经越来越不能满足应用的需要，因此需要改进工艺来制备性能更加优越的活性炭材料。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种利用果壳制备活性炭的方法，提高活性炭的吸附性能。
本发明的技术方案如下：
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于盐酸溶液中，保持150-200分钟，过滤，将得到的固体物烘干，得到物料一；
步骤二，将物料一浸于聚乙二醇和水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料加入到碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空条件下搅拌120-180分钟，然后在惰性气体保护的条件下升温至150-200℃，保持10-20分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至350-400℃，保持100-150分钟，降至室温，得到活性炭。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤一中盐酸溶液的质量浓度为10-15％。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤一中烘干的温度为80-100℃。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤二中聚乙二醇与水的混合液中其中聚乙二醇与水的质量比为1-4:15-20。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤二中聚乙二醇为聚乙二醇600或聚乙二醇800。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤三中炭化料、碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为10:3-6:1-3。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤三中真空条件的真空度为0.003-0.01MPa。
所述的利用果壳制备活性炭的方法，步骤三中惰性气体为氮气或氩气。
本发明提供的利用果壳制备活性炭的方法制备得到的活性炭灰分达到了2.86％以下，碘吸附值达到了1885mg/g以上，四氯化碳吸附值达到了1786mg/g以上，比表面积达到了3625m2/g以上，具有良好的吸附能力。
具体实施方式：
实施例1
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于质量浓度为10％的盐酸溶液中，保持150分钟，过滤，将得到的固体物烘干，烘干温度为80℃，得到物料一；
步骤二，将物料一1500g浸于150g聚乙二醇600和3000g水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料200g加入到60g碳酸与20g甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空度为0.003MPa的真空条件下搅拌120分钟，然后在氮气保护的条件下升温至150℃，保持10分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至350℃，保持100分钟，降至室温，得到活性炭。
实施例2
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于质量浓度为12％的盐酸溶液中，保持160分钟，过滤，将得到的固体物烘干，烘干温度为85℃，得到物料一；
步骤二，将物料一1500g浸于150g聚乙二醇800和3000g水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料200g加入到80g碳酸与40g甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空度为0.005MPa的真空条件下搅拌150分钟，然后在氩气保护的条件下升温至160℃，保持13分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至370℃，保持120分钟，降至室温，得到活性炭。
实施例3
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于质量浓度为12％的盐酸溶液中，保持180分钟，过滤，将得到的固体物烘干，烘干温度为90℃，得到物料一；
步骤二，将物料一1500g浸于400g聚乙二醇800和3200g水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料200g加入到100g碳酸与50g甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空度为0.006MPa的真空条件下搅拌170分钟，然后在氮气保护的条件下升温至180℃，保持17分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至390℃，保持140分钟，降至室温，得到活性炭。
实施例4
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于质量浓度为15％的盐酸溶液中，保持200分钟，过滤，将得到的固体物烘干，烘干温度为100℃，得到物料一；
步骤二，将物料一1500g浸于800g聚乙二醇600和3000g水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料200g加入到120g碳酸与60g甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空度为0.01MPa的真空条件下搅拌180分钟，然后在氮气保护的条件下升温至200℃，保持20分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至400℃，保持150分钟，降至室温，得到活性炭。
对比例
一种利用果壳制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于质量浓度为12％的盐酸溶液中，保持180分钟，过滤，将得到的固体物烘干，烘干温度为90℃，得到物料一；
步骤二，将物料一1500g浸于400g聚乙二醇800和3200g水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料200g在真空度为0.006MPa的真空条件下搅拌170分钟，然后在氮气保护的条件下升温至180℃，保持17分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至390℃，保持140分钟，降至室温，得到活性炭。
对以上实施例和对比例制备得到的活性炭进行性能测试，结果如下：
从以上结果可以看出，以上实施例制备得到的活性炭灰分达到了2.86％以下，碘吸附值达到了1885mg/g以上，四氯化碳吸附值达到了1786mg/g以上，比表面积达到了3625m2/g以上，具有良好的吸附能力。对比例是在实施例3的基础上进行的进一步验证性试验，其中没有进行实施例3步骤三中碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的反应，其他与实施例3相同，结果导致最后得到的活性炭吸附值与比表面积均有了极大下降，整体性能降低，因此可以说明，步骤三中的反应过程提升了整个活性炭的吸附性能，是制备得到性能优异的活性炭的重要步骤。
Claims (8)
1.一种利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将果壳粉碎并浸于盐酸溶液中，保持150-200分钟，过滤，将得到的固体物烘干，得到物料一；
步骤二，将物料一浸于聚乙二醇和水的混合溶液中，于炭化炉中进行炭化，得到炭化料；
步骤三，将炭化料加入到碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的混合物中，在真空条件下搅拌120-180分钟，然后在惰性气体保护的条件下升温至150-200℃，保持10-20分钟，然后降至室温，得到粗品；
步骤四，将粗品在氮气保护的条件下升温至350-400℃，保持100-150分钟，降至室温，得到活性炭。
2.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤一中盐酸溶液的质量浓度为10-15%。
3.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤一中烘干的温度为80-100℃。
4.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤二中聚乙二醇与水的混合液中其中聚乙二醇与水的质量比为1-4:15-20。
5.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤二中聚乙二醇为聚乙二醇600或聚乙二醇800。
6.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤三中炭化料、碳酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为10:3-6:1-3。
7.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤三中真空条件的真空度为0.003-0.01MPa。
8.根据权利要求1所述的利用果壳制备活性炭的方法，其特征在于，步骤三中惰性气体为氮气或氩气。
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