[发明专利]一种利用柽柳制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法，具体的是一种利用柽柳制备活性炭的方法，属于活性炭制备技术领域。

背景技术

活性炭是一种优质吸附剂,具有独特的孔隙结构和表面活性官能团,具有足够的化学稳定性、机械强度及耐酸、耐碱、耐热,以及不溶于水和有机溶剂,使用失效后容易再生等良好性能,在食品加工、制药、化学、冶金、农业、环保等方面有着极其广泛和重要的应用，直接采用木材（如速成杨等）做原材料需要的成本太高，不适合生产活性炭。近几年，煤和木屑资源短缺日趋严重，因此不断开发活性炭生产的原料、探索新的工艺条件、增加新品种是我国乃至世界活性炭工业发展的重要任务。针对传统活性炭制备原料资源短缺的问题，近几年开发了利用果壳、锯末、谷物壳、花生壳、稻草秸秆为原料来制备活性炭，取得了较好的成果，但采用果壳、锯末、谷物壳、花生壳等废弃的植物组织来制备活性炭，一方面原材料收集困难，制备活性炭的原料受到极大的限制，难以实现大规模量产。另一方便由于形成活性炭主要依靠原材料中的有机质木质素，纤维素等，而上述果壳、锯末、谷物壳、花生壳等废弃的植物组织中木质素、纤维素含量少,原材料的不同导致制备的活性炭吸附性能参差不齐。

中国专利CN102211767公开了一种文冠果子壳制备颗粒活性炭及工艺方法，包括如下步骤：（1）将文冠果子壳进行粉碎，过筛处理后干燥再粉碎，（2）酸浸，（3）干燥、活化；（4）漂洗、干燥、过筛得成品活性炭，原料来自文冠果生物柴油的加工剩余物，使其变废为宝，工艺简单，生产成品低。但该专利存在以下缺点：1、文冠果分布范围有限，覆盖率较低，2、文冠果坐果率受环境条件影响较大，导致其坐果率波动性较大，这两方面因素导致文冠果子壳原料受到了很大的限制。3、如果品种选择不当，文冠果树长大后会形成只开花不结果的“千花一果”现象，这不仅不能达到丰产创造经济效益的目标还白白浪费了土地和劳动力等资源。

柽柳为温带及亚热带树种，分布面积广阔，生命力极强，喜光、耐旱、耐寒，亦较耐水湿。极耐盐碱、沙荒地，根系发达，萌生力强，极耐修剪刈割。黄河三角洲地区为柽柳在中国的主要分布区。由于黄河三角洲盐渍化程度较高，其他植物很难生长，特耐盐碱的黄河三角洲柽柳是这个地区植被的代表植物,它几乎遍布了这块土地的每一个角落。修剪下来的柽柳枝条常被丢弃、燃烧或腐烂，不仅对环境造成了一定的影响，还浪费了资源。

发明内容

针对现有技术活性炭原料匮乏，而柽柳枝条利用率低的不足，本发明提供一种利用柽柳制备活性炭的方法。本发明采用黄河三角洲柽柳枝条作为原料，原料丰富，易得，扩大了生产活性炭原材料的来源，降低生产活性炭的成本。

原料说明：

本发明采用的柽柳枝条,取自黄河三角洲，其中水分占4.9～5.4wt%，灰分2.2～2.6wt%，有机质92.0～92.9wt%，有机质主要为木质素和木质纤维。

本发明的技术方案如下：

一种利用柽柳制备活性炭的方法，包括如下步骤：

（1）取柽柳枝条，切割后晾干或烘干、粉碎，过20～40目筛，制成柽柳粉末；

（2）取筛下的柽柳粉末加入浓度为50～60wt%的磷酸混合浸泡，所述柽柳粉末与磷酸质量比为1:2～1:3，所述的浸泡时间为12～18小时；

（3）步骤（2）浸泡后的柽柳粉末由100℃加热升温至300℃，所述的升温速率为4～6℃/min；继续加热，加热至温度为400℃～600℃，保温4～5小时，冷却至常温，制得活性炭中间产物；

（4）取步骤（3）制得的活性炭中间产物，用稀盐酸或热水浸泡30～40分钟,浸泡后再用蒸馏水水洗至pH值为5～7,然后80～110℃条件下烘干,研磨、粉碎，制得活性炭。

本发明优选的，步骤（1）所述的晾干温度为20℃～30℃，烘干温度为100℃～110℃。

本发明优选的，步骤（2）中浸泡条件为：常温下浸泡12小时，磷酸的浓度为50wt%，柽柳粉末与磷酸质量比为1:3。

本发明优选的，步骤（3）中的加热是将步骤（2）浸泡后的柽柳粉末加入到坩埚中,再将坩埚置于马弗炉中进行加热，所述的马弗炉中温度由100℃加热升温至300℃，所述升温速率为5℃/min，继续对马弗炉加热，加热至温度为400℃，保温时间4～5小时。

本发明优选的，步骤（4）中的稀盐酸为浓度1wt%～5wt%的稀盐酸,热水的温度为60℃～80℃。用稀盐酸或热水浸泡有利除去活性炭中间产物中的杂质，浸泡使杂质充分溶解。