一种生物活性炭的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种生物活性炭的生产方法，具体步骤如下：向蒸煮溶剂内加入催化剂，并添加植物纤维原料进行蒸煮处理；蒸煮完成后进行固液分离，得到处理后的植物纤维，将植物纤维洗涤至弱酸性；在200℃的条件下将植物纤维干燥至水分含量20%以内；在400~600°C的条件下，对纤维原料进行炭化，炭化时间为10~30min，获得炭化物；加入活化剂，将活化剂与碳化物混合并粉碎，在700~900℃的条件下进行活化，活化时间为30~120min；采用去离子水洗涤至pH值为5~7，在200℃条件下干燥3‑10min，冷却至室温，得到产品。本发明专利技术具有质量好、效果好等优点。

A production method of bioactive carbon

The invention discloses a production method of biological activated carbon. The concrete steps are as follows: adding the catalyst to the cooking solvent and adding the plant fiber raw material for cooking; after the cooking is completed, the solid-liquid separation is carried out, the treated plant fiber is obtained, the plant fiber is washed to the weak acid, and the plant is at 200 degrees centigrade. The fiber was dried to less than 20% moisture content. Under the condition of 400~600 C, the fiber material was carbonized and carbonized time was 10~30min. The carbonization was obtained. The activator was mixed and crushed with the activator and carbides. The activation time was 30~120min under the condition of 700~900 C, and the deionized water was used to wash to pH. The value is 5~7, drying at 3 degrees 10min at 200 degrees centigrade, cooling to room temperature, get the product. The invention has the advantages of good quality, good effect and the like.

【技术实现步骤摘要】
一种生物活性炭的生产方法
本专利技术涉及生物质化工领域，尤其涉及一种生物活性炭的生产方法。
技术介绍
活性炭是一种优良的吸附材料，广泛应用于制药、化工、食品、冶金等各个领域。传统方法一般采用木材、椰子壳、果核、甘蔗渣、优质煤等作为生产原料，由于优质煤成本高，所以更为经济的生产方法多采用植物纤维原料，传统方法主要有以下几个缺点：植物纤维原料其中包含木质素、纤维素、半纤维素三大组分，并含灰分等杂质，其中木质素、纤维素中碳含量高，其也为制备活性炭的重要组成，但半纤维素组分对制备活性炭有抑制作用，尤其是影响活化效果。大多数植物原料中半纤维素组分含量都超过20%，若将原料未经处理（仍含大量半纤维素）的情况下直接用于生产活性炭，则产品活化效果不佳，最终影响产品质量；除了质量极好的木材原料（针叶木、阔叶木等木材）外，植物纤维原料中一般含较多灰分，但原料中灰分含量会直接影响活性炭产品中灰分含量，如果采用高品质木材制备活性炭，成本极高；若采用成本较低的植物纤维原料（如椰子壳、果核、甘蔗渣等），则往往灰分含量较高，若未经处理直接生产活性炭，则产品中灰分含量也会较高；植物纤维原料中，木质素与纤维素结构互相交联，联系紧密，若在活化前未能将两者结构进行适当分散，则由于木质素的影响，产出的活性炭产品比表面积往往会较小，吸附效果不佳，但若将其中的木质素完全分离出来，又“浪费”了木质素，因为木质素碳含量很高，本身也是制备活性炭很好的原料，所以将纤维素与木质素分离到一个合适的程度，既能保证活性炭产品比表面积大，也能尽可能的确保高得率，一直是一个难题。另外部分生产方法中，需要额外加入粘土、水性聚氨酯树脂、氯化锌等复杂的活化剂或催化剂，生产成本进一步增加的同时，也为活性炭中引入了复杂的化学物质，致使后期净化难度增加，同时由于试剂回收困难，带来环境污染，因此需要进行有效的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的产品活化效果不好、产品质量不好、后期净化难度增加的缺陷，而提出的一种生物活性炭的生产方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术公开了一种生物活性炭的生产方法，具体步骤如下：（1）、向蒸煮溶剂内加入催化剂，并添加植物纤维原料进行蒸煮处理；（2）、蒸煮完成后进行固液分离，得到处理后的植物纤维，将植物纤维洗涤至弱酸性；（3）、在200℃的条件下将植物纤维干燥至水分含量20%以内；（4）、在400~600°C的条件下，对纤维原料进行炭化，炭化时间为10~30min，获得炭化物；（5）、加入活化剂，将活化剂与碳化物混合并粉碎，在700~900℃的条件下进行活化，活化时间为30~120min；（6）、采用去离子水洗涤至pH值为5~7，在200℃条件下干燥3-10min，冷却至室温，得到产品。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的植物纤维原料采用硬木、软木、灌木、禾本科中的一种或多种的任意比例的组合，所述的硬木采用桉木或杨木中的一种或者至少两种的混合物，所述的灌木采用沙柳、玫瑰秆、杜鹃秆、小檗中的一种或者至少两种的混合物，所述的软木采用松木，所述的禾本科采用竹、稻草、麦秸、玉米杆、芦苇、甘蔗渣中的一种或者至少两种的混合物。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的蒸煮溶剂采用甲酸、乙酸、正丁酸、异丁酸中的一种或多种任意比例的组合。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸、过氧化氢中的一种或二者的任意比例的组合，所述催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01~10%。作为优选，所述的步骤（1）中，蒸煮的压力为常压蒸煮，所述蒸煮的温度为70~200℃，蒸煮的时间为10~600min。作为优选，所述的步骤（1）中，所述蒸煮的温度为90~150℃。作为优选，所述的步骤（1）中，蒸煮的时间为50~300min。作为优选，所述的步骤（2）中，将植物纤维洗涤至pH值为3~6.5。作为优选，所述的步骤（2）中，分离得到的液体可进行蒸发回收做试剂，并可将其中的半纤维素与木质素提取作为副产物。作为优选，所述的步骤（5）中，所述的活化剂与纤维的质量比为1：1~6：1。作为优选，所述的步骤（5）中，所述的活化剂采用KOH。与现有技术相比，本专利技术提供了一种生物活性炭的生产方法，具备以下有益效果：1、通过步骤（1）的处理，纤维原料中大部分半纤维素被溶出至液体体系中，不再对下一步的活化造成抑制，对活化效果的影响大大降低；2、通过步骤（2）的处理，纤维原料中木质素与纤维素的复杂交联结构被打破，大部分木质素已从纤维原料内部析出，其中，一部分进入至溶液体系中，同时，另一部分析出后附着在纤维外表层，形成了纤维素与木质素的“复合物”，此为一种特殊的附着形态，此种复合物由于木质素的存在，用于生产活性炭时，可大大增加了活性炭的得率，同时，由于木质素已不再与纤维素形成复杂交联结构，所以由此生产的活性炭具有很大的比表面积，吸附能力强；3、此方法用到的预处理试剂为有机酸，皆可通过蒸发浓缩的方式得到回收利用，方法环保，成本低；4、加入KOH作为活化剂，其中的K离子有助于催化活化反应的快速进行，使得生产时间短，但本方法中使用KOH的方法与传统方法不一样的点在于，在本方法步骤（2）中，纤维洗涤后仍保持弱酸性，一方面减少洗涤用水，另一方面，在后续活化时添加的KOH可恰好对弱酸性的纤维起到部分中和作用，为后续活化后纤维的洗涤进一步减少了压力。附图说明图1为本专利技术提出的一种生物活性炭的生产方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参照图1，本专利技术公开了一种生物活性炭的生产方法，具体步骤如下：（1）、向蒸煮溶剂内加入催化剂，并添加植物纤维原料进行蒸煮处理；（2）、蒸煮完成后进行固液分离，得到处理后的植物纤维，将植物纤维洗涤至弱酸性；（3）、在200℃的条件下将植物纤维干燥至水分含量20%以内；（4）、在400~600°C的条件下，对纤维原料进行炭化，炭化时间为10~30min，获得炭化物；（5）、加入活化剂，将活化剂与碳化物混合并粉碎，在700~900℃的条件下进行活化，活化时间为30~120min；（6）、采用去离子水洗涤至pH值为5~7，在200℃条件下干燥3-10min，冷却至室温，得到产品。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的蒸煮溶剂采用甲酸、乙酸、正丁酸、异丁酸中的一种或多种任意比例的组合。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸、过氧化氢中的一种或二者的任意比例的组合，所述催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01~10%。作为优选，所述的步骤（1）中，蒸煮的压力为常压蒸煮，所述蒸煮的温度为70~200℃，蒸煮的时间为10~600min。作为优选，所述的步骤（1）中，所述的植物纤维原料采用硬木、软木、灌木、禾本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物活性炭的生产方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）、向蒸煮溶剂内加入催化剂，并添加植物纤维原料进行蒸煮处理；（2）、蒸煮完成后进行固液分离，得到处理后的植物纤维，将植物纤维洗涤至弱酸性；（3）、在200℃的条件下将植物纤维干燥至水分含量20%以内；（4）、在400 ~600°C的条件下，对纤维原料进行炭化，炭化时间为10~30min，获得炭化物；（5）、加入活化剂，将活化剂与碳化物混合并粉碎，在700~900℃的条件下进行活化，活化时间为30~120min；（6）、采用去离子水洗涤至pH值为5~7，在200℃条件下干燥3‑10min，冷却至室温，得到产品。

【技术特征摘要】
1.一种生物活性炭的生产方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）、向蒸煮溶剂内加入催化剂，并添加植物纤维原料进行蒸煮处理；（2）、蒸煮完成后进行固液分离，得到处理后的植物纤维，将植物纤维洗涤至弱酸性；（3）、在200℃的条件下将植物纤维干燥至水分含量20%以内；（4）、在400~600°C的条件下，对纤维原料进行炭化，炭化时间为10~30min，获得炭化物；（5）、加入活化剂，将活化剂与碳化物混合并粉碎，在700~900℃的条件下进行活化，活化时间为30~120min；（6）、采用去离子水洗涤至pH值为5~7，在200℃条件下干燥3-10min，冷却至室温，得到产品。2.根据权利要求1所述的一种生物活性炭的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，所述的蒸煮溶剂采用甲酸、乙酸、正丁酸、异丁酸中的一种或多种任意比例的组合。3.根据权利要求1或2所述的一种生物活性炭的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，所述的催化剂采用无机酸、过氧化氢中的一种或二者的任意比例的组合，所述催化剂的质量是绝干植物纤维原料的质量的0.01~10%。4.根据权利要求1或2所述的一种生物活性炭的生产方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，蒸煮的压力为常压蒸煮，所述蒸煮的温度为70~200℃，蒸煮的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿哲，刘运思，闵渝，
申请(专利权)人：广州市楹晟生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44