一种微波和活化剂复合改性咖啡壳制备甲醛吸附剂的方法技术

一种微波和活化剂复合改性咖啡壳制备甲醛吸附剂的方法，首先，将氢氧化钾溶液与氯化铝溶液混合，得到复合活化剂；然后，将咖啡壳与复合活化剂按一定比例混合、浸渍后烘干，烘干后加热，得到炭化料，将炭化料置于微波加热反应器中，通入水蒸汽加热，将材料用盐酸溶液洗涤到呈中性，进行水洗直到用pH试纸检测炭化料为中性，将材料烘干，进行分析测试，所得吸附剂的比表面积≥4200m2/g，微孔孔容为1.2~1.8ml/g，孔容率达到90%以上，是一种优良的甲醛吸附剂。采用微波和活化剂复合改性咖啡壳，优化了咖啡壳吸附甲醛的性能，提供了一种新型空气净化剂的制备方法，实现了咖啡壳的资源回收利用，有良好的环境效益和应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醛吸附剂的制备方法，具体涉及一种以咖啡壳为原料，采用微波和活化剂复合改性相结合的方法制备得到高比表面、高微孔率活性炭吸附甲醛的方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，对环境的要求越来越高，人们渴望在干净而无污染的空气中生活，但是工业的发展，环境污染仍然在日益加剧，特别是家装的污染，让普通老百姓更多的了解到甲醛这样一种物质，于是，制备一种简单方便，成本便宜的甲醛吸附剂就显得尤为重要。目前，咖啡不再是一种高端的饮品，慢慢地走入到了寻常百姓的生活中，咖啡的需求量越来越大，咖啡壳也越来越多。云南为优质咖啡的产地，咖啡壳作为咖啡生产中的废弃物，通常都是当作增产垃圾丢掉，少量用于肥料堆捂，咖啡壳疏松有较强的吸附能力，同时还有一股咖啡的特殊香气，如果能够把咖啡壳利用来制作成甲醛的吸附剂，不仅可以净化室内空气，而且其特殊的香气还能够让人心情愉悦，但目前对咖啡壳的利用非常少，如果能够将咖啡壳利用来制甲醛吸附剂，将会产生巨大的商业价值。在公开号103340478A中公开了一种天然的用于滤嘴棒复合的新材料及其应用，该专利技术取咖啡产基地中采收时剥出废弃的新鲜咖啡壳，在露天晾晒至含水率低于30%；然后将晾晒后的咖啡壳放入烘焙设备中，在温度为60℃左右的低温中烘烤至含水率在9~12%；再将烘烤后的咖啡壳切成丝状或颗粒状，添加或不添加保润剂和烟草提取液后卷制成棒状的复合新材料；该天然的复合新材料与醋酸纤维丝素复合，作为制备二元复合滤嘴棒的材料应用。本专利技术的特点在于：天然材料成本低廉、环保安全，是良好的纯天然新材料；能够起到吸附烟气中的大颗粒气溶胶物质的过滤作用，能赋予卷烟特殊的烘烤香甜韵，经济效益和社会效益显著。在公开号101531820中公开了一种可降解环保材料及其制备方法和应用，该专利技术用咖啡壳或咖啡豆渣与食品级固体胶粉末混合制成。在制备时，包括有粉碎、搅拌和热压成型三个步骤，本环保材料可用于一次性餐具、盆景容器和高密度板中。这种环保材料能实现废物利用、节能环保；生产成本低、经济效益可观；以及在使用后，在自然界中可以实现自解，不污染环境，符合国家标准中关于人体安全和环境污染的要求。在目前对咖啡壳的研究利用还较少，本专利技术利用了咖啡壳疏松且有较强的吸附能力的特性，结合微波改性的方法，制备活性炭吸附剂，用于吸附甲醛，室内空气净化效果好，还可有一种咖啡的香味。
技术实现思路
本专利技术的目的利用咖啡壳微波加热改性制备活性炭甲醛吸附材料，该甲醛吸附材料具有高比表面、高微孔率的特点，有效的解决了室内空气污染的问题，其方法简单实用、成本较低，有良好的工业可操作性。本专利技术按以下步骤完成：(1)将质量浓度2~3mol/L的氢氧化钾溶液与质量浓度0.1~0.2mol/L氯化铝溶液以2：0.5~3的体积比混合；(2)将咖啡壳与复合活化剂按质量(g)与体积比(ml)1：2~3的比例混合，浸渍10~20小时；(3)将(2)浸渍后的原料在50~90℃下烘干至水分质量百分数小于5%，时间为2~5小时；(4)将干燥过的原料在马弗炉中以升温速率6~10k/min升温至400~600℃下再加热0.5~2小时，得到炭化料；(5)将(4)中得到的炭化料加到微波加热反应器中，通入水蒸汽，在温度600~900℃条件下加热3~8min；(6)将(5)中得到的材料进行首先利用1:7~8的盐酸溶液洗涤到呈中性，然后再进行水洗，直到用pH试纸检测炭化料为中性；(7)将(6)中得到的材料在烘箱中，温度为50~70℃下烘干1~5小时，进行分析测试，比表面积≥4200m2/g，微孔孔容为1.2~1.8ml/g，微孔孔容率达到90%以上，适合作为甲醛吸附剂的材料。与公知技术相比，本专利技术具有的优点：（1）利用了咖啡壳组织纤维疏松，具有较强的吸附能力，变废为宝，节约资源，降低成本，还环保安全，是良好的纯天然新材料，而且咖啡壳本身的香味得以利用；（2）利用了废弃的咖啡壳做原料，成本低廉；（3）利用了氯化铝与氢氧化钾相结合作为新的复合活化剂，减少了氢氧化钾的利用，避免了传统强碱性活化剂对设备的腐蚀，而且活性炭的活性增强，提高了吸附甲醛的能力；（4）利用微波加热，大大缩减了活化的时间，从原来的2~3小时的活化时间，缩减到了3~8分钟，节约了能源的利用。具体实施方式：实施例1：(1)将质量浓度2.5mol/L的氢氧化钾溶液与质量浓度0.15mol/L氯化铝溶液以2：0.8的体积比混合；(2)将咖啡壳与复合活化剂按质量(g)与体积比(ml)1：2.5的比例混合，浸渍15小时；(3)将(2)浸渍后的原料在65℃下烘干至水分质量百分数小于5%，时间为3.5小时；(4)将干燥过的原料在马弗炉中以升温速率8k/min升温至500℃下再加热2小时得到炭化料；(5)将(4)中得到的炭化料加到微波加热反应器中，通入水蒸汽，在温度700℃条件下加热4min；(6)将(5)中得到的材料进行首先利用1:7.5的盐酸溶液洗涤到呈中性，然后再进行水洗，直到用pH试纸检测炭化料为中性；(7)将(6)中得到的材料在烘箱中，温度为60℃下烘干2小时，进行分析测试，比表面积≥4300m2/g，微孔孔容为1.2~1.8ml/g，微孔孔容率达到95%，适合作为甲醛吸附剂的材料。实施例2：(1)将质量浓度2.8mol/L的氢氧化钾溶液与质量浓度0.2mol/L氯化铝溶液以2：1的体积比混合；(2)将咖啡壳与复合活化剂按质量(g)与体积比(ml)1：2.8的比例混合，浸渍18小时；(3)将(2)浸渍后的原料在60℃下烘干至水分质量百分数小于5%，时间为4小时；(4)将干燥过的原料在马弗炉中以升温速率7k/min升温至500℃下再加热2小时，得到炭化料；(5)将(4)中得到的炭化料加到微波加热反应器中，通入水蒸汽，在温度800℃条件下加热3.5min；(6)将(5)中得到的材料进行首先利用1:7.5的盐酸溶液洗涤到呈中性，然后再进行水洗，直到用pH试纸检测炭化料为中性；(7)将(6)中得到的材料在烘箱中，温度为55℃下烘干3小时，进行分析测试，比表面积≥4250m2/g，微孔孔容为1.2~1.8ml/g，微孔孔容率达到97%，适合作为甲醛吸附剂的材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波和活化剂复合改性咖啡壳制备甲醛吸附剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤完成：将质量浓度2~3mol/L的氢氧化钾溶液与质量浓度0.1~0.2mol/L氯化铝溶液以2：0.5~3的体积比混合；将咖啡壳与复合活化剂按质量(g)与体积比(ml)　1：2~3的比例混合，浸渍10~20小时；将(2)浸渍后的原料在50~90℃下烘干至水分质量百分数小于5%，时间为2~5小时；(4)将干燥过的原料在马弗炉中以升温速率6~10k/min升温至400~600℃下再加热0.5~2小时，得到炭化料；(5)将(4)中得到的炭化料加到微波加热反应器中，通入水蒸汽，在温度600~900℃条件下加热3~8min；(6)将(5)中得到的材料进行首先利用1:7~8的盐酸溶液洗涤到呈中性，然后再进行水洗，直到用pH试纸检测炭化料为中性；(7)将(6)中得到的材料在烘箱中，温度为50~70℃下烘干1~5小时，进行分析测试，比表面积≥4200m2/g，微孔孔容为1.2~1.8ml/g，微孔孔容率达到90%以上，适合作为甲醛吸附剂的材料。

【技术特征摘要】
1.一种微波和活化剂复合改性咖啡壳制备甲醛吸附剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤完成：将质量浓度2~3mol/L的氢氧化钾溶液与质量浓度0.1~0.2mol/L氯化铝溶液以2：0.5~3的体积比混合；将咖啡壳与复合活化剂按质量(g)与体积比(ml)1：2~3的比例混合，浸渍10~20小时；将(2)浸渍后的原料在50~90℃下烘干至水分质量百分数小于5%，时间为2~5小时；(4)将干燥过的原料在马弗炉中以升温速率6~10k/min升温至400~600℃下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红斌，马林转，彭金辉，黄超，谭伟，李桂镇，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：云南;53