喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法及其蚕沙活性炭技术

本发明专利技术提供一种喂养石墨烯蚕沙活性炭及其制备方法，包括步骤：收集给蚕喂养了石墨烯后产生的蚕沙，干燥处理并除去杂质；将干燥的蚕沙加热预碳化；将蚕沙与活化剂加热活化；活化后的蚕沙洗涤至中性得到活性炭产品；本发明专利技术以当地大量种植的生物质原料桑树以及家蚕为原料，制得的这种喂养石墨烯蚕沙活性炭性能优异，具有很高的比表面积，达到了1300m

Method of preparation of activated carbon and the silkworm feeding silkworm graphene activated carbon

The invention provides a method for feeding silkworm graphene activated carbon and preparation method thereof, comprising the steps of: collecting to the silkworm fed produce graphene after drying treatment of silkworm excrement, and remove impurities; the heating drying silkworm pre carbonization; silkworm excrement and activator will be activated after heat activation; silkworm sand washed to neutral by activated carbon the invention uses a large number of local products; plant biomass of mulberry and silkworm as raw materials, the feeding silkworm graphene prepared activated carbon performance is excellent, has very high specific surface area, reached 1300m

【技术实现步骤摘要】
喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法及其蚕沙活性炭
本专利技术涉及石墨烯与蚕沙天然复合产物活性炭
，具体涉及一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法及该方法得到的蚕沙活性炭。
技术介绍
活性炭是一种经过热加工处理之后得到的无定型碳材料，相对于普通碳材料而言，活性炭具有超高的比表面积，对一些气体、液体中的有机物或者无机物具有超强的吸附能力，同时具有具有良好的物理化学稳定性，良好的机械强度，耐酸、耐碱和耐热，不溶于有机溶剂和水，可以作为很多物质的吸附剂，并且可以重复使用。活性炭的原材料来源于富碳的各种有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些材料在活化炉经过高温和一定压力热解后被转化成活性炭。在高温的活化过程中，碳材料内部形成复杂的孔隙结构使其具有巨大的比表面积，这些丰富的孔隙就可以使其在吸附大量的无机有机微粒，活性炭中孔隙的大小使其具有选择性吸附的功能，这是因为大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭含有大量介孔和微孔，具有超大的表面积，用途广泛，能够用于去除色度、臭味，以及除去水中有机污染物、无机物，和某些有毒的重金属粒子。蚕沙是家蚕粪便，我国大部分地区均有家蚕养殖，以江苏、浙江、四川等地产量最多。家蚕养殖在中国已有数千年历史，家蚕的养殖主要用以收获蚕茧制作丝绸，但是家蚕粪便一种都是以废物的方式浪费掉，相对其他碳材料而言，蚕沙具有一些天然的优势：首先蚕沙品质稳定，家蚕养殖全程喂养桑树叶片，获得的蚕沙材质纯粹，然后就是桑叶在经过家蚕啃食消化之后具有天然粉碎造粒作用，其微粒粒径已经达到微米级别，减少了工业加工过程。更易于工业化生产。活性炭中其吸附作用的孔隙孔径主要是目前以椰壳的原料制得的活性炭具有较高的微孔孔隙率，但是椰壳活性炭相对于其他活性炭材料而言成本相对较高，但是蚕沙比起椰壳碳而言具有更好的成本优势，本专利技术提供了一种喂养石墨烯蚕沙活性炭制备方法正好弥补现有椰壳活性炭价格过高的不足。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在针对高品质活性炭原料成本较高来源稀少等一些问题，提供一种喂养石墨烯蚕沙活性炭及其制备方法，以喂养石墨烯后的物质原料蚕沙作为活性炭原材料，以氢氧化钾为活化剂对蚕沙炭进行活化，最后洗涤干燥得到粒径均匀，分散性性良好的高比表面积活性炭材料。为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；(2)将干燥的蚕沙于管式炉中在惰性气体的保护下于进行加热预碳化；(3)将预碳化后的蚕沙与活化剂混合于惰性气体中加热活化；(4)活化后的蚕沙用盐酸溶液洗涤后再用水洗涤至中性得到活性炭产品。作为优选方式，步骤(2)中蚕沙加热预碳化的温度为300-500℃，保温时间为0.5-3小时。作为优选方式，步骤(3)中所述活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氯化锌、氯化铁其中的一种或多种。作为优选方式，步骤(3)中预碳化后的蚕沙与活化剂的混合质量比为1:1～1:3。作为优选方式，步骤(3)中蚕沙活化过程加热的温度为700-900℃，升温速率为2-10℃/min，保温时间为1-3小时。作为优选方式，步骤(4)活化后的蚕沙使用1摩尔/升的盐酸洗涤，洗涤时间为10-20小时，洗涤温度为50-70℃。作为优选方式，喂养蚕的石墨烯为浓度2-20g/L的石墨烯溶液。喂养的石墨烯溶液包括石墨烯、石墨烯纳米片以及碳纳米管中的一种或者多种。作为优选方式，向蚕喂养石墨烯的时候，将石墨烯溶液均匀喷洒在桑叶上，桑叶喂养时间控制6小时一次。作为优选方式，在步骤(3)中，将预碳化的蚕沙与活化剂与水按照质量比1：(1-3)：2的比例进行混合搅拌形成均匀浆料，将制备得到的浆料于惰性气体中在60℃蒸发3-6小时除去大部分水分，再将浆料于80℃干燥24小时。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种上述制备方法得到的蚕沙活性炭。本专利技术与现有石墨烯活性炭复合材料及制备方法相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本专利技术以当地大量种植的生物质原料桑树以及有数千年养殖历史的家蚕为原料，制得的这种喂养石墨烯蚕沙活性炭性能优异，具有很高的比表面积，达到了1300m2g-1以上，同时其拥有较好的原料来源与简单的制备工艺，使其对石墨烯活性炭复合材料的应用发展具有重要的促进意义，补齐现有石墨烯活性炭复合材料制备成本过高的短板。2.本专利技术的制备原料来源环保，品质稳定可靠，一致性好，制备方法简单，成本低，采用的原材料及工艺以及有数千年传承，制备可实施性较强，工业化难度小，有望实现工业化大规模生产。附图说明图1为本专利技术制备的蚕沙活性炭的SEM图。图2为本专利技术制备的蚕沙活性炭的等温吸脱附曲线。图3为本专利技术制备的蚕沙活性炭的介孔分布曲线。图4为本专利技术制备的蚕沙活性炭的微孔分布曲线。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；喂养蚕的石墨烯为浓度2g/L的石墨烯溶液。向蚕喂养石墨烯的时候，将石墨烯溶液均匀喷洒在桑叶上，桑叶喂养时间控制6小时一次。(2)将干燥的蚕沙于管式炉中在氩气的保护下于进行加热预碳化；蚕沙加热预碳化的温度为300℃，保温时间为0.5小时。(3)将预碳化后的蚕沙与活化剂氢氧化钾混合于氩气中加热活化；活化是发生化学反应产生多孔结构的过程；预碳化后的蚕沙与氢氧化钾的混合质量比为1:1，蚕沙活化过程加热的温度为700℃，升温速率为2℃/min，保温时间为1小时。(4)活化后的蚕沙用1摩尔/升的盐酸溶液洗涤后再用水洗涤至中性得到活性炭产品，洗涤时间为10小时，洗涤温度为50℃。实施例2一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；喂养蚕的石墨烯为浓度20g/L的石墨烯溶液。向蚕喂养石墨烯的时候，将石墨烯溶液均匀喷洒在桑叶上，桑叶喂养时间控制6小时一次。(2)将干燥的蚕沙于管式炉中在氮气的保护下于进行加热预碳化；蚕沙加热预碳化的温度为500℃，保温时间为3小时。(3)将预碳化后的蚕沙与活化剂氯化锌混合于氮气中加热活化；预碳化后的蚕沙与氯化锌的混合质量比为1:2，蚕沙活化过程加热的温度为900℃，升温速率为10℃/min，保温时间为3小时。(4)活化后的蚕沙用1摩尔/升的盐酸溶液洗涤后再用水洗涤至中性得到活性炭产品，洗涤时间为20小时，洗涤温度为70℃。实施例3一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；喂养蚕的石墨烯为浓度10g/L的石墨烯溶液。喂养的石墨烯溶液包括石墨烯、石墨烯纳米片。喂养的石墨烯溶液在水中的分散过程采用超声辅助分散，分散之后形成均匀石墨烯的悬浮液。向蚕喂养石墨烯的时候，将石墨烯溶液均匀喷洒在桑叶上，桑叶喂养时间控制6小时一次。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；(2)将干燥的蚕沙于管式炉中在惰性气体的保护下于进行加热预碳化；(3)将预碳化后的蚕沙与活化剂混合于惰性气体中加热活化；(4)活化后的蚕沙用盐酸溶液洗涤后再用水洗涤至中性得到活性炭产品。

【技术特征摘要】
1.一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先收集给蚕喂养了石墨烯后产生的新鲜蚕沙，干燥处理并除去杂质；(2)将干燥的蚕沙于管式炉中在惰性气体的保护下于进行加热预碳化；(3)将预碳化后的蚕沙与活化剂混合于惰性气体中加热活化；(4)活化后的蚕沙用盐酸溶液洗涤后再用水洗涤至中性得到活性炭产品。2.根据权利要求1所述的一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于：步骤(2)中蚕沙加热预碳化的温度为300-500℃，保温时间为0.5-3小时。3.根据权利要求1所述的一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氯化锌、氯化铁其中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于：步骤(3)中预碳化后的蚕沙与活化剂的混合质量比为1:1～1:3。5.根据权利要求1所述的一种喂养石墨烯蚕沙活性炭的制备方法，其特征在于：步骤(3)中蚕沙活化过程加...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴孟强，陈治，徐自强，陈诚，冯婷婷，李文磊，郭豪，单双，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51