[发明专利]一种香榧假种皮制备高比表面积活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种香榧假种皮制备高比表面积活性炭的方法，属于活性炭生产技术领域。

背景技术

活性炭是一种既古老又年轻的功能材料。早在古埃及时代人们就用木炭来消除溃疡和伤口散发出的恶臭气味。活性炭发展的历史表明，活性炭的制备与应用一直与社会的工业化进展和人类文明的进步密切相关。早在上世纪，活性炭就已成为工业碳素材料的主流产品之一，它的应用几乎涉及到所有的工业部门。近年来，随着环保产业以及高新技术产业的兴起，给活性炭的发展带来了新的契机。活性炭的研究、开发和利用已进入了一个崭新的阶段。目前，有关活性炭的研究有两大趋势，一是环保行业日益发展的要求，需要原料来源广泛，价格低廉的新型活性炭；二是要求制造的活性炭具有高比表面积和高孔隙度的结构性能。

生物质是各种生命体产生或构成生命体有机质的总称，其中能够在一定的技术条件下转化成生物质能源的部分成为生物质原料，其基本条件是生物质的可再生性和可利用性。香榧(Torreya grandis ’Merrilli’)是红豆杉科(Taxaceae)植物，又名榧树、玉榧、野杉子，中国原产树种，是一种典型的生物质植物。香榧不仅具有重要的景观价值，而且深加工后的香榧系列产品可以应用在保健、医药、食品和环保等多个领域。如香榧子就是一种人们喜爱的坚果。然而香榧种子外面有一层很厚的肉质化假种皮，约占种子鲜重的 50%～60%。以浙江地区为例，香榧每年在深加工生产中产生的成千上万吨青果皮，均作丢弃处理，因为气味较重，容易污染环境，是香榧产区的一大难题。目前主要以垃圾填埋或焚烧等方式处理，因此废弃物香榧假种皮的再利用是目前研究的焦点。本领域技术人员经过长期的努力，研发了一种利用香榧假种皮制备活性炭的生产工艺，解决了香榧假种皮污染环境的问题，且生产的活性炭比表面积、孔径等性能优异。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种香榧假种皮制备高比表面积活性炭的方法，以废弃的香榧假种皮为原料制备具有广泛应用前景的新型高比表面积活性炭，能使生物质资源得到有效的再利用，降低了活性炭的生产成本，具有重要环保意义，对相关产业的发展具有重大的理论指导和实际意义，大大推动了相关学科的进一步发展和交叉融合。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种香榧假种皮制备高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：

（1）将废弃的香榧假种皮原料洗净，且在100℃的环境下烘24h；

（2）将步骤（1）中烘干的香榧假种皮原料粉碎至粒径为10-100目；

（3）将经过步骤（2）处理的香榧假种皮原料用惰性气体作为保护炭化2h，炭化温度为350-650℃，且炭化升温速率为10-12℃/min，制得具备孔道结构、且比表面积为500-1000m²/g的活性炭。

所述的香榧假种皮制备高比表面积活性炭的方法，还包括以下步骤：将步骤（3）中炭化得到的活性炭在活化剂下活化，活化温度为600-795℃，制得孔径为0.7-5nm，比表面积为2000-3500m²/g的活性炭。

所述的步骤（3）中的惰性气体为氮气或氦气，且惰性气体的流量为10-50ml/min。

所述的惰性气体为氮气，且流量为25 ml/min。

所述的活化剂为磷酸，且磷酸与待活化的活性炭的质量比为3-5:1。 

本发明的有益效果如下：

1、本发明生产活性炭的原料为废弃的香榧假种皮，原料废弃物香榧假种皮发生量广，无成本，且解决了香榧假种皮丢弃处理，气味较重，容易污染环境的问题；

2、本发明制备活性炭时不需要活化生产的活性炭已经具备孔道结构，比表面积在500-1000 m²/g，即无需活化就可得到活性炭；如果想制得具备中孔结构且比表面积更高的活性炭，则只需在炭化后的活性炭中进一步活化就行，活化后能制得孔隙为0.7-5nm之间，比表面积为2000-3500 m²/g的活性炭。

附图说明

图1为香榧假种皮活性炭经磷酸活化的N₂吸附等温线；

图2为香榧假种皮活性炭经氮气和磷酸活化的孔径分布；

图3为香榧假种皮活性炭的SEM形貌图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

1、采用德国Elementar公司Vario EL Ⅲ的元素分析仪进行元素分析