CN110550628A - 一步法制备工业废水处理用活性炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，本技术方案从原材料的独特纤维丝束结构出发，设计了一步法制备高活性炭材料的方案，充分利用了原材料的特性结构优势从而使工艺优化。主要包括对废弃烟头回收后预处理、强碱浸渍、一步法碳化活化、滤洗除碱四个简单工序，即可将原料转化成高效吸附性的活性碳材料。
Description
【技术领域】
本发明涉及一步法制备工业废水处理用活性炭的方法。具体涉及利用烟头滤芯一步法制备活性炭的方法，充分利用了原材料的结构特性优势从而使工艺优化。
【技术背景】
工业废水处理问题一直是社会关注的焦点，工业废水先处理后排放已成为环保硬性要求。但废水处理效率和成本问题一直是工厂的首要考虑。烟头滤芯主要由醋酸纤维制成且具有独特的微纤丝束状结构。据美国反吸烟组织调查，烟头每年形成的垃圾高达76.5万吨，是世界上最常见的废弃物，当它们被丢弃时会严重污染土壤和水环境且回收困难。
CN201910295746.2公开了一种利用废弃烟头制备氮掺杂活性炭的方法，以弱碱性碳酸盐为活化剂采用两步碳化法制备活性炭。但本申请人在实现实例技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题:弱碱性活性剂利用不充分产生不可避免的资源浪费，制备工艺复杂流程繁琐。
本发明从原材料所固有的独特纤丝结构出发，设计了一步法制备高活性炭材料的方案，并验证了本方案制备的活性炭用于污水处理的良好适用性。通过对废弃烟头回收后预处理、强碱浸渍、一步碳化活化、滤洗除碱四个简单工序，即可将烟头过滤嘴转化成高比表面积的活性碳材料。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是在于提供一步法制备工业废水处理用活性炭的方法。
本发明的另一目的是在于提供一种简化两步法制备活性炭现有公开技术的方法。
本发明的另一目的是在于提供一种高效处理废弃烟头的同时净化工业废水的思路。
[技术方案]
从滤芯独有的纤维丝束结构出发，本发明提供了一步法制备工业废水处理用活性炭的方法。
本发明可通过以下技术方案实现：
一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，其特征在于是以日常生活中产生的废弃烟头为原料，通过预处理、强碱浸渍、一步碳化活化、滤洗除碱制成高比表面积活性炭并作工业废水水处理应用。
所述一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)将收集的废弃烟头滤芯取出，简单清洗多余的杂质，充分干燥后收集备用。
(2)将经预处理后的滤芯在适宜浓度的强碱性溶液中浸渍适宜时间，充分干燥后收集备用。
(3)设计合理的高温处理温度程序，将碱浸后材料一步法升温碳化活化。
(4)将活化后的材料洗涤至中性，充分干燥后即得目标碳材料。
[有益效果]
由于本发明采用了如上技术方案，因而具有如下优点：
1、采用一步高温碳化活化技术在原公开两步法技术上简化了高温碳化工艺，工艺更为简单，提高效率的同时降低了生产能耗以及成本。
2、以可重复使用的浓碱溶液为浸渍剂，减少了生产过程中资源的浪费；
3、环境友好：采用废弃烟头为唯一原料，消除了自然降解造成的土壤污染和水体污染问题，且根据本方法处理过程中无衍生污染物产生；
4、生产成本低：现今各市政垃圾桶都设置有烟头回收装置，极大增加了回收的便利性从而降低回收成本；
【附图说明】
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述，其中：
图1是烟头过滤嘴的组成示意图。
图2是根据本发明设计与制备的主要工艺流程图。
图3是丝状滤芯的热失重曲线。
图4是碳化后材料的微观形貌图：外部形貌(a)和内部形貌(b)。
【具体实施方式】
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
实施例1：
本发明的一种具体实例：
配制浓度为6M/L的KOH溶液备用。收集废弃烟头，示意图如附图1。剥取废弃烟头的丝状滤芯，洗涤几次基本去除杂质后充分干燥备用。测试滤芯氮气氛围下的热失重曲线如附图3，得知在200～400℃区间内为材料快速碳化的温度区间。滤芯置于碱溶液中浸渍10min后置于80℃烘箱中充分干燥，移入氮气氛围的管式炉中，设置25～200℃和400～800℃区间内快速升温(10℃/min)、200～400℃内慢升温(2℃/min)、在800℃保温120min活化的温度程序，冷却后取出洗涤至中性并充分干燥，即得目标活性炭材料。氮吸附脱附测试比表面积高达1695.3m2/g,孔径分布基本在1～10nm，微观结构如附图4。以配制的亚甲基蓝溶液监测其吸附效果，通过设计的对比试验得知其吸附效果优异。
Claims (5)
1.一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，其特征在于充分利用原材料的结构特性优势从而使工艺优化简化。
2.如权利要求1中所述一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，其特征在于以废弃烟头滤芯为原料一步法制备活性炭。
3.如权利要求1中所述一步法制备工业废水处理用活性炭的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)将收集的废弃烟头滤芯取出，简单清洗多余的杂质，充分干燥后收集备用。
(2)将经预处理后的滤芯在适宜浓度的强碱性溶液中浸渍适宜时间，充分干燥后收集备用。
(3)设计合理的高温处理温度程序，将碱浸后材料一步法升温碳化活化。
(4)将活化后的材料洗涤至中性，充分干燥后即得目标碳材料。
4.如权利要求3中步骤(2)所述强碱性溶液，其特征在于浓度在5～10M/L并可重复使用,包括但不限于KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2中的一种或多种。
5.如权利要求3中步骤(4)所述的碳材料其特征在于微观形貌为多孔结构，内部原纤丝束结构保留。
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| CN201911004958.7A CN110550628A (zh) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | 一步法制备工业废水处理用活性炭的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111003709A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-04-14 | 内蒙古昆明卷烟有限责任公司 | 一种利用废弃烟蒂制备活性炭的方法及制得的活性炭与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107902653A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-13 | 汪远昊 | 用于空气净化及污水处理的柚子皮活性炭一步法制备方法 |
| CN110015661A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-16 | 复旦大学 | 一种利用废弃烟头制备氮掺杂活性炭的方法 |
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2019
- 2019-10-21 CN CN201911004958.7A patent/CN110550628A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107902653A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-13 | 汪远昊 | 用于空气净化及污水处理的柚子皮活性炭一步法制备方法 |
| CN110015661A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-16 | 复旦大学 | 一种利用废弃烟头制备氮掺杂活性炭的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111003709A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-04-14 | 内蒙古昆明卷烟有限责任公司 | 一种利用废弃烟蒂制备活性炭的方法及制得的活性炭与应用 |
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