CN106241796A - 一种利用椰子壳制备活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用椰子壳制备活性炭的方法，由以下步骤组成：（1）将椰子壳切碎成长度在0.2‑0.4cm的短截；（2）用气流研磨成流动粉末；（3）加入乙醇浸渍6‑8h；（4)干燥浸渍液；（5）挤压成块状；（6）在微波高温烧结炉烧结；(7)在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅炭化8‑12h成炭块；（8）冷却至常温后，破碎、分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；（9）酸煮；（10）活化成活性炭粗品；（11）酸煮去除灰分，洗至中性；（12）干燥后加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭。本发明利用废弃的农林副产物椰子壳在酸源、气源和无机硅作用下，制得的活性炭炭体积增加，比表面积大，炭化量增加，炭的强度大，吸附能力强。

Description

一种利用椰子壳制备活性炭的方法

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法，具体是一种利用椰子壳制备活性炭的方法。

背景技术

椰子，大乔木，高15-30m，茎粗壮，有环状叶痕，基部增粗，常有簇生小根。叶簇生茎顶;叶柄粗壮，长达1m以上;叶片羽状全裂，长3-4m;裂片多数，外向折叠，线状披针形，长65-100cm，宽3-4cm;先端渐尖，革质。肉穗花序腋生，长1.5-2m，多分枝，雄花聚生于分枝上部，雌花散生于下部;佛焰苞纺锤形，厚木质，最下部的长60-100cm或更长，老时脱落;雄花萼片3，鳞片状，长3-4mm;花瓣3片，卵状长圆形，长1-1.5cm;雄蕊6，长4mm;雌花:基部有小苞片数枚;萼片阔圆形，宽约2.5cm;花瓣与萼片相似，但较小。坚果倒卵形或近球形，长15-25cm，先端微具3棱，外果皮薄，中果皮厚纤维质，内果皮木质坚硬，近基处有3萌发孔。种子1颗，种皮薄，紧贴着白色坚实的胚乳，胚乳内有一富含液汗空腔;胚基生。花、果期主要在秋季。

其中，椰子壳为棕榈科植物椰子的内果皮，椰子壳含灰分0.61%，木质素36.51%，纤维素53.06%，戊聚糖29.27%(总量)。可治夹阴风寒寒热等。对于大多数椰子壳目前并没有得到广泛应用，主要是作为垃圾堆放起来，严重影响环境卫生。

鉴于以上，本发明利用废弃的农林副产物椰子壳在酸源、气源和无机硅作用下，制备一种吸附能力强的活性炭。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用废弃的农林副产物椰子壳在酸源、气源和无机硅作用下，利用气源使炭体积增加，增加活性炭的比表面积，同时利用酸源使椰子壳炭化量增加，无机硅增加颗粒炭的强度，得到一种吸附能力强的活性炭。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用椰子壳制备活性炭的方法，由以下步骤组成：

（1）将晾晒干燥后水分质量在12-16％范围内的椰子壳由切碎装置，切碎成长度在0.2-0.4cm的短截；

（2）将上述制备的椰子壳短截置于破碎机破碎后，过100-120目筛，再用气流研磨成流动粉末，粒度为2-6微米；

（3）向上述制得的椰子壳流动粉末中加入2-2.6倍量的乙醇，在 35-45℃下并且浸渍6-8h；

（4) 将上述浸渍液在75-85℃下干燥7-11h，得到干燥的椰子壳流动粉末；

（5）将上述干燥的椰子壳流动粉末通过物料成型装置挤压成块状物料；

（6）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在850-950℃，烧结20-22h；

(7)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅经420-520℃温度炭化8-12h成炭块；

（8）将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；

（9）将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；

（10）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在700-850℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；

（11）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；

（12）将上述中性的活性炭粗品在110-120℃下干燥24h，使干燥后的活性炭保持水分在6-8％，干燥后，加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭，其中酸源、气源、无机硅重量分别为椰子壳重量的3%、6%和2%，纳米氧化锌为椰子壳重量的0.15%。

作为本发明的优选方案，本发明的酸源为酒石酸。

作为本发明的优选方案，本发明的气源为双氰胺。

作为本发明的优选方案，本发明的无机硅为硅酸钠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在各原料的协同作用下，（1)利用酸源在受热条件下，使椰子壳的成炭量增加；

（2）利用气源使炭的体积增加，增加活性炭的比表面积；

（3）利用无机硅增加膨胀炭的颗粒强度；

（4）利用纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大的特点，可增加活性炭的吸附性和抗菌性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种利用椰子壳制备活性炭的方法，由以下步骤组成：

（1）将晾晒干燥后水分质量在12％范围内的椰子壳由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截；

（2）将上述制备的椰子壳短截置于破碎机破碎后，过100目筛，再用气流研磨成流动粉末，粒度为2微米；

（3）向上述制得的椰子壳流动粉末中加入2倍量的乙醇，在 35℃下并且浸渍6h；

（4) 将上述浸渍液在75℃下干燥7h，得到干燥的椰子壳流动粉末；

（5）将上述干燥的椰子壳流动粉末通过物料成型装置挤压成块状物料；

（6）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在850℃，烧结20h；

(7)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅经420℃温度炭化8h成炭块；

（8）将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；

（9）将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；

（10）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在700℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；

（11）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；

（12）将上述中性的活性炭粗品在110℃下干燥24h，使干燥后的活性炭保持水分在6％，干燥后，加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭，其中酸源、气源、无机硅重量分别为椰子壳重量的3%、6%和2%，纳米氧化锌为椰子壳重量的0.15%。

作为本发明的优选方案：所述酸源为酒石酸。

作为本发明的优选方案：所述气源为双氰胺。

作为本发明的优选方案：所述无机硅为硅酸钠。

实施例2

本发明实施例中，一种利用椰子壳制备活性炭的方法，由以下步骤组成：

（1）将晾晒干燥后水分质量在14％范围内的椰子壳由切碎装置，切碎成长度在0.3cm的短截；

（2）将上述制备的椰子壳短截置于破碎机破碎后，过100目筛，再用气流研磨成流动粉末，粒度为4微米；

（3）向上述制得的椰子壳流动粉末中加入2.3倍量的乙醇，在 40℃下并且浸渍6-8h；

（4) 将上述浸渍液在80℃下干燥9h，得到干燥的椰子壳流动粉末；

（5）将上述干燥的椰子壳流动粉末通过物料成型装置挤压成块状物料；

（6）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在900℃，烧结21h；

(7)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅经470℃温度炭化10h成炭块；

（8）将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；

（9）将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；

（10）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在800℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；

（11）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；

（12）将上述中性的活性炭粗品在115℃下干燥24h，使干燥后的活性炭保持水分在7％，干燥后，加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭，其中酸源、气源、无机硅重量分别为椰子壳重量的3%、6%和2%，纳米氧化锌为椰子壳重量的0.15%。

作为本发明的优选方案：所述酸源为酒石酸。

作为本发明的优选方案：所述气源为双氰胺。

作为本发明的优选方案：所述无机硅为硅酸钠。

实施例3

本发明实施例中，一种利用椰子壳制备活性炭的方法，由以下步骤组成：

（1）将晾晒干燥后水分质量在16％范围内的椰子壳100kg由切碎装置，切碎成长度在0.4cm的短截；

（2）将上述制备的椰子壳短截置于破碎机破碎后，过120目筛，再用气流研磨成流动粉末，粒度为6微米；

（3）向上述制得的椰子壳流动粉末中加入2.6倍量的乙醇，在45℃下并且浸渍8h；

（4) 将上述浸渍液在85℃下干燥11h，得到干燥的椰子壳流动粉末；

（5）将上述干燥的椰子壳流动粉末通过物料成型装置挤压成块状物料；

（6）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在950℃，烧结22h；

(7)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅经420-520℃温度炭化12h成炭块；

（8）将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；

（9）将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；

（10）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在850℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；

（11）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；

（12）将上述中性的活性炭粗品在120℃下干燥24h，使干燥后的活性炭保持水分在8％，干燥后，加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭，其中酸源、气源、无机硅重量分别为椰子壳重量的3%、6%和2%，纳米氧化锌为椰子壳重量的0.15%。

作为本发明的优选方案：所述酸源为酒石酸。

作为本发明的优选方案：所述气源为双氰胺。

作为本发明的优选方案：所述无机硅为硅酸钠。

活性炭实施例的室内甲醛吸附性能测试

利用本实施例1-3制备的活性炭对室内甲醛对三个甲醛浓度不一样的房间中的甲醛进行吸附性能测试，其中每小时流经活性炭的气体量为室内容积的8倍，经过8h的测试，结果如表1 所示。

表1 本发明活性炭实施例1-5对室内甲醇的吸附性能

从表1 中可以看出，经过8h的净化之后，实施例1-3制备的活性炭对甲醛吸附达到国家标准，对室内甲醛具有很强的吸附性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种利用椰子壳制备活性炭的方法，其特征在于，由以下步骤组成：

（1）将晾晒干燥后水分质量在12-16％范围内的椰子壳由切碎装置，切碎成长度在0.2-0.4cm的短截；

（2）将上述制备的椰子壳短截置于破碎机破碎后，过100-120目筛，再用气流研磨成流动粉末，粒度为2-6微米；

（3）向上述制得的椰子壳流动粉末中加入2-2.6倍量的乙醇，在 35-45℃下并且浸渍6-8h；

（4) 将上述浸渍液在75-85℃下干燥7-11h，得到干燥的椰子壳流动粉末；

（5）将上述干燥的椰子壳流动粉末通过物料成型装置挤压成块状物料；

（6）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在850-950℃，烧结20-22h；

(7)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酸源、气源和无机硅经420-520℃温度炭化8-12h成炭块；

将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1cm*1cm*1cm大小的炭颗粒；

将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；

（10）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在700-850℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；

（11）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；

（12）将上述中性的活性炭粗品在110-120℃下干燥24h，使干燥后的活性炭保持水分在6-8％，干燥后，加入纳米氧化锌，并混合均匀得利用椰子壳制备的活性炭，其中酸源、气源、无机硅重量分别为椰子壳重量的3%、6%和2%，纳米氧化锌为椰子壳重量的0.15%。

2.根据权利要求1所述的一种利用椰子壳制备活性炭的方法，其特征在于，所述酸源为酒石酸。

3.根据权利要求1所述的一种利用椰子壳制备活性炭的方法，其特征在于，所述气源为双氰胺。

4.根据权利1所述的一种利用农林废弃物椰子壳制备活性炭的方法，其特征在于，所述无机硅为硅酸钠。