油茶壳活性炭及其制备方法和应用和净水器技术

本发明专利技术涉及吸附领域，公开了一种油茶壳活性炭及其制备方法和应用，该方法包括：用氯化锌溶液浸渍干燥油茶壳粉碎料，将所得浸渍料进行活化，然后冷却、洗涤和干燥；其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在100℃‑200℃和250℃‑350℃进行活化0.5‑10小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.01‑1:1的气氛下，于350‑400℃下进行活化0.5‑10小时；3)在氮气气氛下，于400‑500℃下活化0.5‑10小时。本发明专利技术提供一种净水器。本发明专利技术的活性炭对亚甲基蓝和碘的吸附量具有很高的优势，同时本发明专利技术的活性炭具有优异的重金属元素吸附效果。本发明专利技术的活性炭在对水中混合重金属元素铅和锰的吸附时，锰占据主要吸附位点，其吸附量远高于铅。

Oil tea shell activated carbon and its preparation, application and water purifier

【技术实现步骤摘要】
油茶壳活性炭及其制备方法和应用和净水器
本专利技术涉及一种油茶壳活性炭的制备方法，以及由该方法制备得到的油茶壳活性炭及其在净水中的应用和一种使用本专利技术的油茶壳活性炭的净水器。
技术介绍
活性炭是优质的吸附材料，具有丰富的空隙结构和巨大的比表面积，在环保、食品、医药、化工等领域有着广泛的应用。制备活性炭的原料主要有木材、煤、焦炭、石油焦和果壳等。然而，近年来，活性炭行业却面临着制作原料紧缺的严峻局面，所以探讨开发新的活性炭生产原料及工艺已然成为新的研究热点。随着社会的发展，人们生活水平的提高，工业生产和日常生活中对无污染、纯天然产物生产的吸附剂——活性炭需求量越来越大，使得原有的活性炭制作材料日显不足。而现在净水器使用较多的活性炭为椰壳活性炭又存在成本过高等问题，迫使人们去寻找资源较为丰富，成本较椰壳更为低廉的原材料。油茶作为我国特有油料植物，是南方重要的木本油料树种，具有栽培历史悠久、分布区域广泛、栽培面积大、用途多等特点。油茶壳是油茶果的表皮，占油茶果鲜重的60％～70％，是油茶果的最主要成分。我国每年产生的油茶壳约有100万吨之多，而江西省的油茶产量更是占据全国第二位，特别赣南地区作为江西省的主要油茶产区，油茶壳资源更为丰富。但是，在传统经济模式中油茶果经晒干脱籽后的果壳紧紧是用作燃料或用于制取木糖、糖醛等，开发利用途径极少，难于产生较好的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用油茶壳作为原材料制备活性炭的方法，采用本专利技术的方法制备得到的活性炭能够用于净水处理。油茶壳的主要化学成分是木质素和纤维素，其化学组成及含量为多缩戊糖25％～28％，木质素25％～28％，纤维素38％～43％，另外含有少量胶质、单宁、色素等杂质。本专利技术通过对油茶壳中这些成分的提取和分离已有相关研究的考察，发现油茶壳是对椰壳原料制作活性炭的合适替代品。由此本专利技术提供了一种适合于油茶壳制备活性炭的方法。为实现前述目的，本专利技术提供一种油茶壳活性炭的制备方法，该方法包括：用氯化锌溶液浸渍干燥油茶壳粉碎料，将所得浸渍料进行活化，然后冷却、洗涤和干燥；其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在100℃-200℃和250℃-350℃进行活化0.5-10小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.01-1:1的气氛下，于350-400℃下进行活化0.5-10小时；3)在氮气气氛下，于400-500℃下活化0.5-10小时。优选地，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在120℃-160℃和280℃-300℃进行活化1-6小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.1-0.5:1的气氛下，于360-380℃下进行活化1-6小时；3)在氮气气氛下，于420-480℃下活化1-6小时。优选地，所述氯化锌溶液的浓度为10-60重量％，优选为20-30重量％。优选地，所述氯化锌溶液的溶剂为丙酮和水的混合溶剂，以所述混合溶剂的总重量计，所述丙酮的用量为10-20重量％，所述水的用量为80-90重量％。优选地，所述冷却的气氛为氮气气氛。优选地，氯化锌溶液与干燥油茶壳粉碎料的用量质量比为1-5:1，优选为1.5-1.8:1。优选地，新鲜油茶壳干燥的温度为100-150℃，优选为120-130℃。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种按照本专利技术所述的制备方法制备得到的油茶壳活性炭。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供本专利技术所述的油茶壳活性炭在净水处理中的应用。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种净水器，所述净水器的净水单元含有活性炭，所述活性炭为本专利技术所述的油茶壳活性炭。本专利技术通过活性炭对亚甲基兰和碘的吸附量为评价指标，发现本专利技术的活性炭对亚甲基蓝和碘的吸附量具有很高的优势，即本专利技术的活性炭足够作为净水器活性炭使用。同时本专利技术的活性炭具有优异的重金属元素吸附效果。本专利技术的活性炭在对水中混合重金属元素铅和锰的吸附时，锰占据主要吸附位点，其吸附量远高于铅。本专利技术充分利用油茶壳资源制备活性炭，变废为宝，同时降低了活性炭的生产成本，进一步，本专利技术的技术广泛推广能够提高赣南山区油茶种植户的收入。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种油茶壳活性炭的制备方法，该方法包括：用氯化锌溶液浸渍干燥油茶壳粉碎料，将所得浸渍料进行活化，然后冷却、洗涤和干燥；其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在100℃-200℃和250℃-350℃进行活化0.5-10小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.01-1:1的气氛下，于350-400℃下进行活化0.5-10小时；3)在氮气气氛下，于400-500℃下活化0.5-10小时。按照本专利技术的前述制备方法使用油茶壳制备活性炭，得到的活性炭以对亚甲基兰和碘的吸附量和重金属元素的吸附量为评价指标具有吸附值高等优势，能够适用于进行水净化。根据本专利技术的制备方法，优选所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在120℃-160℃和280℃-300℃进行活化1-6小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.1-0.5:1的气氛下，于360-380℃下进行活化1-6小时；3)在氮气气氛下，于420-480℃下活化1-6小时。根据本专利技术的制备方法，按照前述步骤制备活性炭均具有本专利技术的优势，优选所述氯化锌溶液的浓度为10-60重量％，优选为20-30重量％。由此可以进一步提高本专利技术的活性炭的吸附能力。根据本专利技术的制备方法，按照本专利技术前述活化方法制备得到的活性炭均具有优良的吸附能力，研究意外发现，当使用丙酮和水的混合溶剂制备所述活性炭能够明显提高其吸附能力，因此，优选所述氯化锌溶液的溶剂为丙酮和水的混合溶剂，更优选以所述混合溶剂的总重量计，所述丙酮的用量为10-20重量％，所述水的用量为80-90重量％。根据本专利技术的制备方法，本专利技术中，所述冷却的步骤可以按照现有技术的冷却进行，针对本专利技术，优选所述冷却的气氛为氮气气氛，由此可以提高所述活性炭的吸附能力。根据本专利技术的制备方法，所述冷却的条件可以为常规条件，例如可以去除活化材料进行常温冷却，针对本专利技术优选在常温10-50℃的氮气气氛中进行冷却。根据本专利技术，按照本专利技术的方法，优选氯化锌溶液与干燥油茶壳粉碎料的用量质量比为1-5:1，优选为1.5-1.8:1。由此可以进一步提高所述活性炭的吸附能力。根据本专利技术，新鲜油茶壳干燥的步骤和条件可以参照现有技术进行。例如新鲜油茶壳干燥的温度可以为100-150℃，优选为120-130℃。由此可以进一步提高所述活性炭的吸附能力。根据本专利技术，所述油茶壳粉碎料优选为20-80目的油茶壳粉碎料。根据本专利技术，所述洗涤和干燥的步骤均可以参照现有技术进行，具体地，例如洗涤可以依次包括酸洗和水洗的步骤，酸洗可以使用稀盐酸进行洗涤，对此本专利技术无特殊要求，在此不进行赘述。根据本专利技术，所述浸渍的条件无特殊要求，优选在20-50℃浸渍1-10h。本专利技术提供了本专利技术所述的制备方法制备得到的油茶壳活性炭。本专利技术通过活性炭对亚甲基兰和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油茶壳活性炭的制备方法，其特征在于，该方法包括：用氯化锌溶液浸渍干燥油茶壳粉碎料，将所得浸渍料进行活化，然后冷却、洗涤和干燥；其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在100℃‑200℃和250℃‑350℃进行活化0.5‑10小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.01‑1:1的气氛下，于350‑400℃下进行活化0.5‑10小时；3)在氮气气氛下，于400‑500℃下活化0.5‑10小时。

【技术特征摘要】
1.一种油茶壳活性炭的制备方法，其特征在于，该方法包括：用氯化锌溶液浸渍干燥油茶壳粉碎料，将所得浸渍料进行活化，然后冷却、洗涤和干燥；其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在100℃-200℃和250℃-350℃进行活化0.5-10小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.01-1:1的气氛下，于350-400℃下进行活化0.5-10小时；3)在氮气气氛下，于400-500℃下活化0.5-10小时。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述活化的步骤包括：1)在空气气氛下，分别在120℃-160℃和280℃-300℃进行活化1-6小时；2)在氧气与水蒸气的体积比为0.1-0.5:1的气氛下，于360-380℃下进行活化1-6小时；3)在氮气气氛下，于420-480℃下活化1-6小时。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述氯化锌溶液的浓度为10-60重量％，优选为20-30重量％。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，李银保，刘海，廖建华，余磊，
申请(专利权)人：赣南医学院，
类型：发明
国别省市：江西,36