[发明专利]一种采用氯化锌活化丝瓜络制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明属于活性炭的制备领域，特别涉及一种丝瓜络制备高吸附性能活性炭的方法。

背景技术

进入21世纪后，环境吸附材料正向着“高吸附、多功能、可控化、低成本”的方向发展，木质活性炭的制备与应用越来越受到重视。目前，各种植物的外壳、根茎和果壳是制备木质活性炭的重要原材料，而且，采用这些原材料不仅可以制备出性能适中，价格低廉的活性炭，同时也解决农作物废料被烧掉而导致环境污染的问题。目前，制备木质活性炭的原料主要有椰壳、玉米芯、稻壳、山楂核等植物废弃物。

丝瓜是一种在我国大量种植的农作物，产量很高。丝瓜络是丝瓜果实中的维管束，其中浙江慈溪丝瓜络制品占全球市场份额的80％以上，每年可实现产值上亿元。丝瓜络主要由纤维素、木质素、灰分等组成，它具有独特的多孔性物理结构和优良的机械强度，具有韧性强、耐酸碱性能好等优点。目前，我国对丝瓜络的研究与应用主要集中在多糖和苷类的提取等，天然丝瓜络不仅具有较高的药用价值，而且可作为水处理填料、复合材料原料、吸附剂等在工业中应用。丝瓜络含有较高的综纤维素（87.47%），较低的灰分（0.56%），有利于活性炭的制备和应用。

同时，随着煤等不可再生资源的短缺和林业的严重破坏，生产活性炭的原材料逐渐匮乏，因此，开发新型的可再生资源替代煤、树木等材料制备活性炭是未来发展的必然趋势。丝瓜络提取物的废渣、废填料及以天然丝瓜络为原料的布鞋、拖鞋、鞋垫等鞋类丢弃物均可用于生产活性炭，不仅可以减少对煤和森林资源的过度依赖，而且还可为丝瓜络提供一条新的综合利用途径，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种采用氯化锌活化的丝瓜络活性炭的制备方法。氯化锌活化制备丝瓜络活性炭的方法包括以下步骤：

1）预处理：将丝瓜络干燥，然后粉碎至10～100目；

2）浸渍：将干燥粉碎后的丝瓜络用10～95^oC下的氯化锌溶液浸泡2～24小时；

3）烘干：把浸泡后的丝瓜络放入烘箱45～165℃条件下烘干；

4）炭化、活化：把浸泡烘干后的丝瓜络置于箱式气氛炉中进行活化，在氮气保护下以5～20^oC/min升温至250～650^oC，保温时间为10～200分钟，然后冷却至常温后取出；

5）洗涤、烘干：把炭化、活化后的丝瓜络用0.5～5mol/L盐酸浸泡1～25分钟，然后用纯水洗涤至pH为6.5～7.0，然后105～110^oC烘干，即可得氯化锌-丝瓜络活性炭。

步骤1）中的干燥指在烘箱中于105～110^oC烘干。

步骤2）中所用氯化锌溶液浓度为5～40g/L，氯化锌溶液体积（ml）与丝瓜络质量（g）比为5:1～20:1。

本发明以丝瓜络为原料，属于农业副产品、可持续发展资源，具有以下优点：

1. 丝瓜络易于大量收集，可降低制备成本；

2. 与其他木质材料相比，丝瓜络具有一定的柔韧性，化学药品易进入丝瓜络内部，造成丝瓜络易脱水、脱碳；

3. 此方法制得的活性炭具有丰富的微孔和大孔结构。

具体实施方式

氯化锌活化制备丝瓜络活性炭的方法包括以下步骤：

将丝瓜络去籽，清洗，烘干，粉碎至粒度为20目左右。在75^oC的10g/L的氯化锌溶液中浸泡5小时后，60^oC烘干。然后放入坩埚，置于箱式气氛炉，在氮气保护下，以15^oC/min升温至450^oC，保温60分钟；将活化后的样品用5mol/L盐酸清洗，再用纯水洗至中性，然后缓慢煮沸5 min，过滤后于110^oC的条件下烘干12h，得到活性炭。

在此方法下，制备的活性炭得率为29.07%，碘和亚甲基蓝吸附值分别为819.45mg/g、165.43mg/g，BET比表面积为1020m²/g。