一种万寿菊秸秆活性炭的制备方法技术

技术编号:15276805 阅读:180 留言:0更新日期:2017-05-04 21:18
本发明专利技术涉及一种万寿菊秸秆活性炭及其制备方法。以价格低廉、来源广泛,木质素含量较高的万寿菊秸秆为原料、以污染程度轻和生产成本低的磷酸为活化剂,成功制备出一种万寿菊秸秆活性炭。该制备工艺操作简单、可行性强、经济环保,既能提高万寿菊秸秆的利用价值,又能解决废弃秸秆污染环境的问题,同时制得的万寿菊秸秆活性炭吸附性能优良,具有广阔的产业化生产应用前景。

Method for preparing marigold stalk activated carbon

The invention relates to an active carbon of marigold stalk and a preparation method thereof. A kind of marigold stalk activated carbon was prepared by using low cost, wide source, high content of lignin as the raw material, phosphoric acid with low pollution and low production cost. The preparation process is simple and feasible, economic and environmental protection, which can not only improve the utilization value of marigold straw, and can solve the problem of environmental pollution of waste straw, straw and marigold activated carbon adsorption performance was excellent, has broad application prospects in industrial production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活性炭及其制备方法,尤其涉及一种万寿菊秸秆活性炭及其制备方法
技术介绍
活性炭是有机生物质如煤、石油、木材、秸秆、果壳等经过炭化和活化得到的疏水性材料,具有特殊的微晶结构、巨大的比表面积和发达的孔隙结构,是一种性能优良的吸附材料。理论上来讲,碳元素含量高的物质均可以作为制备活性炭的原材料,应用较为广泛的是矿物类和植物类材料。植物类原料指木材制品、农作物秸秆、果壳、竹材等。这些原料有天然的孔隙结构,在活化过程中,活化剂容易通过这些孔隙进入到材料内部,使活化反应可在较温和的温度下进行,可以制得比表面积大、孔隙发达、力学强度好的活性炭。近年来,对于农林副产品的研究越来越多,其中,使用秸秆原料制备活性炭由于其成本低廉、来源广泛、可再生,且再生速度快,并与木材结构相似,有天然的孔隙结构,因此将其用于制备活性炭已经受到大家的青睐。同时,我国各地均有种植万寿菊,已形成了万寿菊产业规模化生产,加工后剩下的秸秆资源丰富,大部分被直接就地焚烧,对环境造成严重的污染,或粉碎还田,秸秆资源利用率低,没有得到增值化利用。针对这种资源浪费的情况,本专利首创利用万寿菊作为原料以制备出性能优异的活性炭,既降低了生产成本,又保护了环境节约了资源。常见的制备活性炭的工艺分为两个阶段:炭化和活化,其中,活化阶段对活性炭的性能有关键的影响。在活性炭的制备中,H3PO4由于具有很强的吸水性,常作为活化剂使用,主要起到了脱水的作用。尤其是使用植物类资源作为制备活性炭的原料时,H3PO4可以使连接在木质素和纤维素之间的醚键断裂,使得原料中的氢和氧以水蒸气的形式释放出去,抑制焦油等有机物的生成。此外,磷酸作为制备活性炭的常用活化剂,还具有污染程度轻和生产成本低等特点,并且少量的磷酸对农作物有追肥和助长作用,不会造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术以万寿菊秸秆为原料,磷酸为活化剂制备需求量大的活性炭,既节约资源,解决了环境污染的问题,又满足了工业产业化发展的需求。其具体制备工艺流程如下:(1)选取万寿菊秸秆的主茎秆部分,磨制成粉末,取通过40~60目孔径筛的粉末,干燥至绝干。(2)选用浓度为50%的磷酸作为活化剂,将干燥后的秸秆粉末与磷酸活化剂按一定酸炭比混合后,置于室温条件下浸渍16h。(3)将混合后的样品放入电炉中预炭化2~3h,温度为200℃。(4)待预炭化后的样品冷却至室温后,将其置于马弗炉中于一定温度下活化一定时间,再取出置于干燥器中,冷却至室温,即制得万寿菊秸秆活性炭。在步骤(4)中,磷酸和活性炭的酸炭比为2∶1,活化时间为120min,活化温度为400℃。在步骤(4)中,制得的万寿菊秸秆活性炭碘吸附值为1000mg/g以上,BET比表面积为1200m2/g以上,孔隙结构以微孔为主。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:1、作为制备原料的万寿菊秸秆价格低廉、来源广泛,木质素含量较高,是制备活性炭的优良原料,同时制备出的万寿菊秸秆活性炭也具有良好的吸附性能。2、在活性炭的制备中过程中,采用磷酸作为活化剂,具有污染程度轻和生产成本低等特点,并且少量的磷酸对农作物有追肥和助长作用,不会造成环境污染。3、该制备工艺操作简单、可行性强、经济环保,是发展循环经济和农村经济建设的有效途径,并具有广阔的产业化生产应用前景具体实施方式下面结合具体实施事例,对本专利技术进行详细说明:实施例1万寿菊秸秆选取主茎秆部分,磨制成粉末,取通过40~60目孔径筛的粉末,干燥至绝干;选用磷酸(H3PO4)作为活化剂,浓度为50%;将干燥后的秸秆粉末与磷酸活化剂按一定酸炭比混合,置于室温条件下浸渍16h,放入电炉中预炭化2~3h,温度为200℃,取出,冷却至室温,将其置于马弗炉中在一定温度下活化一定时间,取出置于干燥器中,冷却至室温。当酸碳比为2∶1,活化时间为120min,活化温度为400℃时,制得的活性炭的碘吸附值为1145.38mg/g,BET比表面积为1344.225m2/g,HK吸附总孔容为0.72cm3/g,平均孔径为0.59nm。实施例2万寿菊秸秆选取主茎秆部分,磨制成粉末,取通过40~60目孔径筛的粉末,干燥至绝干;选用磷酸(H3PO4)作为活化剂,浓度为50%;将干燥后的秸秆粉末与磷酸活化剂按一定酸炭比混合,置于室温条件下浸渍16h,放入电炉中预炭化2~3h,温度为200℃,取出,冷却至室温,将其置于马弗炉中在一定温度下活化一定时间,取出置于干燥器中,冷却至室温。当酸碳比为3∶1,活化时间为120min,活化温度为500℃时,制得的活性炭的碘吸附值为973.02mg/g,BET比表面积为1167.34m2/g,并为微孔活性炭。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种万寿菊秸秆活性炭的制备方法,其特征在于:万寿菊秸秆选取主茎秆部分,磨制成粉末,取通过40~60目孔径筛的粉末,干燥至绝干;选用磷酸(H3PO4)作为活化剂,浓度为50%;将干燥后的秸秆粉末与磷酸活化剂按一定酸炭比混合,置于室温条件下浸渍16h,放入电炉中预炭化2~3h,温度为200℃,取出,冷却至室温;将其置于马弗炉中在一定温度下活化一定时间,取出置于干燥器中,冷却至室温,即制得万寿菊秸秆活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种万寿菊秸秆活性炭的制备方法,其特征在于:万寿菊秸秆选取主茎秆部分,磨制成粉末,取通过40~60目孔径筛的粉末,干燥至绝干;选用磷酸(H3PO4)作为活化剂,浓度为50%;将干燥后的秸秆粉末与磷酸活化剂按一定酸炭比混合,置于室温条件下浸渍16h,放入电炉中预炭化2~3h,温度为200℃,取出,冷却至室温;将其置于马弗炉中在一定温度下活化一定时间,取出置于干燥器中,冷却至室温,即制得万寿菊秸秆活性炭。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈瑶高建民秦冲张骥
申请(专利权)人:北京林业大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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