一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法技术

一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法是包括如下步骤制得：首先将藜麦壳进行高温碳化、然后进行过筛、接着过筛粉末与碱混合、然后将与碱混合均匀的藜麦壳碳进行高温活化、活化完成后再依次加入酸和蒸馏水进行洗涤、最后进行烘干，即得。本发明专利技术其原料来源于农业废弃物藜麦壳而提供了一种高吸附量的活性炭材料，该活性炭材料大幅提高了对多种燃料的吸附容量，对于有毒染料亚甲基蓝，玫瑰红，孔雀石绿，结晶紫等的吸附容量提高了2到7倍，本发明专利技术活性碳产品回收率可达95%，与染料分离率可达98%，且该活性碳产品可以重复使用，重复使用时，染料去除率可达50%，制备方法简单易行，值得市场推广应用。

Preparation of a broad spectrum and ultra high adsorption capacity activated carbon material

The preparation method of a broad-spectrum super high adsorption amount of activated carbon material consists of the following steps: first, carbonization, then sifting, and then sieving powder and alkali, then mixed with alkali, and then adding acid and distilled water to be washed and then washed by acid and distilled water after high temperature activation and activation. Dacron, and finally dry, that is. The raw material of the invention provides a high adsorption capacity activated carbon material, which greatly improves the adsorption capacity for various fuels. The adsorption capacity of the toxic dye methylene blue, rose red, malachite green and crystal violet is increased by 2 to 7 times, and the active carbon product is invented. The recovery rate can reach 95%, the separation rate of the dye can reach 98%, and the active carbon product can be reused. When repeated use, the dye removal rate can reach 50%. The preparation method is simple and easy. It is worth the market to be popularized and applied.

【技术实现步骤摘要】
一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法
本专利技术涉及碳材料领域，具体涉及一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法。
技术介绍
活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭（ActivatedCarbon,AC）和活性炭纤维（ActivatedCarbonFibers,ACF）等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂，主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定，机械强度高，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水与有机溶剂，可以再生使用，已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。目前，改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面越来越显示出其诱人的美好前景。活性炭是一种吸附能力很强的功能性碳材料。其具有特殊的微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大，因此被作为优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附液相和气相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的，已广泛应用于食品、饮料、医药、水处理、气体净化与回收、化工、冶炼、国防、农业等生产生活的方方面面。近年来，随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高，人们对食品、药品、饮用水的安全性、纯净度等生存环境提出更高要求，活性炭的市场需求不断扩大。目前市场上销售的商品活性炭生产成本较高，销售价格昂贵，且吸附效果不够理想，特别是对于有毒染料如亚甲基蓝，玫瑰红，孔雀石绿，结晶紫等均不太理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法。本专利技术的目的是通过如下技术措施实现的：一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，它是包括如下步骤制得：首先将藜麦壳进行高温碳化、然后进行过筛处理、接着过筛粉末与碱混合、然后将与碱混合均匀的藜麦壳碳进行高温活化、活化完成后再依次加入酸和蒸馏水进行洗涤、最后进行烘干，即得。进一步，一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述高温碳化步骤为将藜麦壳用蒸馏水将洗净，在70~80℃的恒温干燥箱中烘干12~15小时至恒重，然后在氮气保护下，将藜麦壳置于水平管式炉中，设定升温速率为5℃/min，温度升至500℃~550℃，恒温90mins~120min后取出，冷却，备用。进一步，一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述过筛处理是将高温活化后所得的藜麦壳炭过80~120目筛，收集过筛藜麦壳炭粉末，备用。进一步，一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述过筛粉末与碱混合的碱炭质量比为2~4:1，所述碱为KOH与NaOH按质量比1:1~3混合而得。进一步，一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述高温活化温度为600~700℃，高温活化时间为30~150min，所述活化后加入的酸为0.1mol/L的盐酸溶液，洗涤至洗涤液的pH为4-6，然后在用蒸馏水洗涤至洗涤液的pH=6-8,即得。进一步，一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述烘干是将洗涤后的产物放入恒温干燥箱中，设置温度为70~80℃，烘干至恒重，即得。本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其原料来源于农业废弃物藜麦壳，原料简单易得，变废为宝，不仅可以解决藜麦壳废物处理的问题，还提供了一种高吸附量的活性炭材料，该活性炭材料大幅提高了对多种燃料的吸附容量，对于有毒染料亚甲基蓝，玫瑰红，孔雀石绿，结晶紫等的吸附容量提高了2到7倍，其对亚甲基蓝的平衡吸附容量为648mg/g，对玫瑰红（罗丹明b）的平衡吸附容量为759mg/g，对结晶紫的平衡吸附容量为601mg/g，对孔雀石绿的平衡吸附容量为1365mg/g；本专利技术活性碳产品回收率可达95%，与染料分离率可达98%，且该活性碳产品可以重复使用，重复使用时，染料去除率可达50%，制备方法简单易行，值得市场推广应用。附图说明图1为藜麦壳炭化样品的电镜图。图2为藜麦壳基活性炭电镜图。图3为藜麦壳活性炭材料氮气吸附图。图4为藜麦壳活性炭材料孔分布图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。实施例1取5g藜麦壳（吉林农业大学藜麦试验田剥籽粒后废弃）用蒸馏水将洗净，在70℃的恒温干燥箱中烘干15小时至恒重，然后在氮气保护下，将藜麦壳置于水平管式炉中，设定升温速率为5℃/min，温度升至500℃，恒温120min后取出（取藜麦壳炭样品进行电镜观察，结果见图1），冷却后过80目筛，收集过筛后的藜麦壳炭粉末，加入3倍藜麦壳炭粉末质量的KOH与NaOH的混合碱，KOH与NaOH质量比为1:1，混合均匀，进行高温活化，高温活化温度为700℃，高温活化时间为30min，活化结束（取活化后的样品进行电镜观察，结果见图2），加入0.1mol/L的盐酸进行洗涤，洗涤至洗涤液pH为4，然后在用蒸馏水洗涤至洗涤液的pH=7，然后进行置于恒温干燥箱中，设置温度80℃，烘干至恒重，即得。由图1、图2观察可知，藜麦壳炭化以及活化后形状不规则，表面多孔。实验一：取实施例1制得的样品进行氮气吸附实验取0.1g样品，放置于麦克ASAP2460仪器中，通过测量其低温吸附氮气质量，计算得出样品比表面积，实验结果见图3、图4。氮气吸附实验结果：N2吸附实验表明，产品的BET比表面积为1701.8517m2/g，Langmuir比表面积为3020.1627m2/g，产品的孔道主要为孔径小于5nm的微孔，平均孔径2.898nm。实验二：取实施例1制得的样品进行亚甲基蓝，玫瑰红，孔雀石绿，结晶紫吸附容量实验取0.015g样品，平行取样4份，将其分别放入分别装有100ml的200mg/L的亚甲基蓝，玫瑰红，孔雀石绿，结晶紫染料溶液的三角瓶中，用2%KOH溶液或1%HCl溶液（均为质量浓度）调节pH至7，用封口膜将三角瓶封好，置吸附体系于30℃150rpm的恒温摇床，待其吸附2小时后，用紫外分光光度计测量其分别在663nm，554nm，618nm，和590nm处最高吸附值，计算可得样品对各种染料的吸附容量。实验结果：实施例1样品对亚甲基蓝的平衡吸附容量为648mg/g，对玫瑰红（罗丹明b）的平衡吸附容量为759mg/g，对结晶紫的平衡吸附容量为601mg/g，对孔雀石绿的平衡吸附容量为1365mg/g。实施例2取5g藜麦壳（吉林农业大学藜麦试验田剥籽粒后废弃）用蒸馏水将洗净，在80℃的恒温干燥箱中烘干12小时至恒重，然后在氮气保护下，将藜麦壳置于水平管式炉中，设定升温速率为5℃/min，温度升至500℃℃，恒温120min后取出，冷却后过120目筛，收集过筛后的藜麦壳炭粉末，加入3倍藜麦壳炭粉末质量的KOH与NaOH的混合碱，KOH与NaOH质量比为1:3，混合均匀，进行高温活化，高温活化温度为600℃，高温活化时间为150min，活化结束，加入0.1mol/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，它是包括如下步骤制得：首先将藜麦壳进行高温碳化、然后进行过筛处理、接着过筛粉末与碱混合、然后将与碱混合均匀的藜麦壳碳进行高温活化、活化完成后再依次加入酸和蒸馏水进行洗涤、最后进行烘干，即得。

【技术特征摘要】
1.一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，它是包括如下步骤制得：首先将藜麦壳进行高温碳化、然后进行过筛处理、接着过筛粉末与碱混合、然后将与碱混合均匀的藜麦壳碳进行高温活化、活化完成后再依次加入酸和蒸馏水进行洗涤、最后进行烘干，即得。2.如权利要求1所述的一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述高温碳化步骤为将藜麦壳用蒸馏水将洗净，在70~80℃的恒温干燥箱中烘干12~15小时至恒重，然后在氮气保护下，将藜麦壳置于水平管式炉中，设定升温速率为5℃/min，温度升至500℃~550℃，恒温90mins~120min后取出，冷却，备用。3.如权利要求1所述的一种广谱超高吸附量活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述过筛处理是将高温活...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光，唐珊珊，陈四季，孙旸，陈欢，于潇潇，苏瑛杰，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22