本发明专利技术公开了一种淀粉基高比表面积活性炭微球的制备方法，属于活性炭微球的制备技术。该方法过程包括：以禾谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉以及香蕉和芭蕉的果实类淀粉为原料，原料在氧化气氛中进行恒温氧化处理；将氧化淀粉在氮气保护下，在炭化炉中进行炭化处理，制得保持原淀粉颗粒形状的淀粉基炭微球；将制得的炭微球与活化剂进行混合浸渍，烘干，将得到的混合物在氮气保护下，在活化炉中进行活化处理；活化后产物经洗涤、离心分离、干燥，即得淀粉基高比表面积活性炭微球。本发明专利技术过程简单，原料价格低廉、来源广泛，易实现大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种淀粉基高比表面积活性炭微球的制备，属于活性炭微球的制 备技术。
技术介绍
活性炭微球具有杂质灰份含量低、机械强度高、孔径分布易控、比表面积大、 吸附性能好、球形度好、表面光滑等一系列优良性能，倍受世人关注。近年来， 活性炭微球在环境保护、化学防护、生物医学、催化剂载体、能源、电子等领域 得到了广泛的应用。按原料不同活性炭微球可分为三类煤基、高分子基和沥青 基活性炭微球。 一般来说，活性炭微球材料随着其中孔含量的增加，比表面积会 降低，因此具有高比表面积的中孔型活性炭微球的成功制备将对其应用起到非常 重要的意义。薛锐生等通过将粉末状炭微球与粘合剂混合成型，再经过热处理制备出的活性炭微球比表面积达2800m"g，总孔容积达2.9cm"g，并且中孔含量达 到50-70% (ZL200610141086.5)。郭春雨等也通过在沥青中添加二茂铁的方法制 备出高比表面积高中孔率的活性炭微球(ZL200610053552.4)。目前，活性炭微 球的制备还包括一些其它方法，如以树脂类材料(如酚醛树脂、苯乙烯树脂) 为原料，加入改性剂或者造孔剂(如芳香烃类物质、有机金属化合物)，采用乳 化法成球，通过常规炭化活化制备活性炭微球。而关于淀粉基活性炭微球的报道 还未曾见到。在上述的这些制备方法中，有的方法受原料的制约，导致产品价格 较高；有的方法虽然原料充足，但因方法本身的局限以及存在严重污染，在市场 上缺乏竞争力。而且，这些工艺所用原材料均为不可再生资源(如石油焦、沥 青)和对环境污染严重的有机化合物，不能满足"绿色化工"的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。该方 法具有原料来源广泛、价格低廉、生产成本低的特点。本专利技术是通过以下技术方案加以实现的， 一种淀粉基高比表面积活性炭微球 的制备方法，其特征在于包括以下过程-(1) 以粒径为2-120pm的禾谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉以及香蕉和芭 蕉的果实类淀粉为原料；将原料加入加热炉中，在空气、氧气、臭氧、二氧化硫、 二氧化氮或三氧化硫的气氛中，以升温速率为0.5-2(TC/min升温至60-30(rC，恒 温2-72小时进行氧化处理。(2) 将步骤(1)经过氧化的淀粉加入炭化炉中，在氮气的保护下，以0.5-20。C/min的升温速率升至600。C-150(TC，恒温热处理0.5-10小时，冷却至室 温，制得淀粉基炭微球。(3)将步骤(2)制得的淀粉基炭微球和活化剂KOH按质量比为1:1-10:1 混合，同时添加水进行混合浸渍，然后烘干水分。再将所得的混合物在惰性气氛 下以0.5-2(TC/min的升温速率升至500-100(TC进行活化，活化时间为0.5-10小时， 然后在惰性气氛下冷却至室温。所得产物用盐酸溶液洗涤，最后用去离子水水洗 至中性，离心分离，千燥，即得淀粉基高比表面积活性炭微球。上述过程采用的未谷类淀粉为玉米淀粉，薯类淀粉为马铃薯淀粉。本专利技术具有如下优点(1) 所用原料为禾谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉以及香蕉和芭蕉的果实 类淀粉，具有价格低廉、来源广泛的优点，而且是均为可再生资源。目前用于淀 粉生产的农作物主要有玉米、木薯、马铃薯、小麦等。我国是农业生产大国，所 以淀粉资源非常丰富、且价格低廉。(2) 生产工艺简单，省时，省力，易实现大规模生产；(3) 根据不同品种的淀粉在颗粒大小和形状方面存在着差异，可根据要求， 选用不同种类淀粉制备出不同形态的活性炭微球。附图说明图1-是本专利技术实施例4制得的马铃薯淀粉基高比表面积活性炭微球的扫描 电镜照片。具体实施方式 实施例1在加热炉中，在空气气氛中，加入100g呈球形和多角形体形的玉米淀粉， 以5'C/min的升温速率将加热炉升至20(TC后，恒温氧化处理48h，冷却至室温。 得到67.8g产物。然后将20g氧化淀粉放入炭化炉中，在N2保护下以2°C/min 的升温速率升至60(TC，并恒温处理lh，炭化收率为29.8%。取5g炭化产物和 15gK0H，同时添加少量水进行混合浸渍。在12(TC的烘箱中烘干水分。然后在 N2保护下以2°C/min的升温速率升至70(TC进行活化，活化时间为lh。冷却至室 温后取出，用lmol/L的盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，在转速为2000 转/分的离心机内离心分离。将分离得到的产物在12(TC下干燥24h，得到比表面 积为1751m2/g、总孔容积为0.91cm3/g的玉米淀粉基活性炭微球，活化收率为 66.1%。 实施例2在加热炉中，在空气气氛中，加入100g呈球形和多角体形的玉米淀粉，以10'C/min的升温速率将加热炉升至22(TC后，恒温氧化处理36h，冷却至室温。 得到65.7g产物。然后将20g氧化淀粉放入炭化炉中，在N2保护下以2'C/min 的升温速率升至65(TC，并恒温处理lh，炭化收率为29.2%。取5g炭化产物和 15gKOH，同时添加少量水进行混合浸渍。在12(TC的烘箱中烘干水分。然后在 N2保护下以2°C/min的升温速率升至80(TC进行活化，活化时间为lh。冷却至室 温后取出，用lmol/L的盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，在转速为2000 转/分的离心机内离心分离。将分离得到的产物在120'C下干燥24h，得到比表面 积为2103m2/g、总孔容积为l.llcm3/g的玉米淀粉基活性炭微球，活化收率为 62.0%。 实施例3在加热炉中，在空气气氛中，加入100g呈球形和椭球形的马铃薯淀粉，以 15'C/min的升温速率将加热炉升至24(TC后，恒温氧化处理18h，冷却至室温。 得到66.2g产物。然后将20g氧化淀粉放入炭化炉中，在N2保护下以5。C/min 的升温速率升至70(TC，并恒温处理lh，炭化收率为31.2%。取5g炭化产物和 20gKOH，同时添加少量水进行混合浸渍。在12(TC的烘箱中烘干水分。然后在 N2保护下以5°C/min的升温速率升至60(TC进行活化，活化时间为lh。冷却至室 温后取出，用lmol/L的盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，在转速为2000 转/分的离心机内离心分离。将分离得到的产物在120。C下干燥24h，得到比表面 积为1943m"g、总孔容积为L03cmVg的马铃薯淀粉基活性炭微球，活化收率为 68.9%。 实施例4在加热炉中，在空气气氛中，加入100g呈球形和椭球形的马铃薯淀粉，以 20。C/min的升温速率将加热炉升至24(TC后，恒温氧化处理18h，冷却至室温。 得到66.2g产物。然后将20g氧化淀粉放入炭化炉中，在N2保护下以5'C/min 的升温速率升至70(TC，并恒温处理lh，炭化收率为31.2%。取5g炭化产物和 20gKOH，同时添加少量水进行混合浸渍。在12(TC的烘箱中烘干水分。然后在 N2保护下以5。C/min的升温速率升至80(TC进行活化，活化时间为lh。冷却至室 温后取出，用lmol/L的盐酸溶液洗涤，再用去离子水洗涤至中性，在转速为2000 转/分的离心机内离心分离。将分离得到的产物在12(TC下干燥24h，得到比表面 积为2520m"g、总孔容积为1.33cmVg的马铃薯淀粉基活性炭微球，活化收率为 61.4%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种淀粉基高比表面积活性炭微球的制备方法，其特征在于包括以下过程：（１）以粒径为２－１２０μｍ的禾谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉以及香蕉和芭蕉的果实类淀粉为原料；将原料加入加热炉中，在空气、氧气、臭氧、二氧化硫、二氧化氮或三氧化硫的气氛中，以升温速率为０．５－２０℃／ｍｉｎ升温至６０－３００℃，恒温２－７２小时进行氧化处理；（２）将步骤（１）经过氧化的淀粉加入炭化炉中，在氮气的保护下，以０．５－２０℃／ｍｉｎ的升温速率升至６００℃－１５００℃，恒温热处理０．５－１０小时，冷却至室温，制得淀粉基炭微球；（３）将步骤（２）制得的淀粉基炭微球和活化剂ＫＯＨ按质量比为１∶１－１０∶１混合，同时添加水进行混合浸渍，然后烘干水分，再将所得的混合物在惰性气氛下以０．５－２０℃／ｍｉｎ的升温速率升至５００－１０００℃进行活化，活化时间为０．５－１０小时，然后在惰性气氛下冷却至室温。所得产物用盐酸溶液洗涤，最后用去离子水水洗至中性，离心分离，干燥，即得淀粉基高比表面积活性炭微球。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵朔，王成扬，陈明鸣，刘娜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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