[发明专利]一种巴旦木壳活性炭的制备方法及巴旦木活性炭

说明书

技术领域

本发明属于活性炭制备领域，具体涉及一种巴旦木壳活性炭的制备方法及巴旦木活性炭。

背景技术

新疆盛产巴旦木，我国巴旦木的主要种栽区在新疆喀什地区，总栽培面积约5.33万公顷，因此原料丰富是巴旦木壳活性炭生产发展的基础。但是大量的巴旦木壳被丢弃或者焚烧掉，造成了资源的浪费和环境的污染。随着国内外环境保护力度的加强，用于水处理、脱色及气体吸附分离的活性炭产品市场需求将会大幅度增加，市场上大部分活性炭产品都是以煤或木材为原料，而这些都是不可再生资源，本发明探究出微波法制备巴旦木壳基活性炭工艺，希望可以通过制备活性炭的方法来有效利用废弃的资源，这样不仅能够解决废弃物所带来的污染，更作为一种廉价的资源被有效的开发利用，具有良好的发展前景。

且微波加热具有高效性、节能性、整体性和均匀性、操作方便性等特点。故微波加热作为新型加热技术已开始应用于活性炭制备领域，更高效的制备炭质材料。然而，目前报道的微波法制备活性炭的原料绝大多数以生物质材料或农业废弃物，比如马来西亚的Foo等人以开心果皮，南瓜子壳，香蕉皮，工业固体废物等为原料，用微波法制备活性炭；中国湖南的李小明等人则以花生壳为原料，在磷酸溶液中浸泡，然后在微波装置中炭化、活化得到高吸附性能的活性炭；然而用微波法制备巴旦木壳活性炭的研究鲜见报道。

鉴于此，本发明选取新疆巴旦木壳为原料，以ZnCl₂为活化剂，用微波加热法对其同时进行炭化和活化工艺，通过控制制备条件，制备巴旦木壳活性炭，具有良好的经济效益和应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种巴旦木壳活性炭的制备方法及巴旦木活性炭，所述制备方法为以新疆巴旦木壳为原料，加入活化剂后，在N₂保护下进行微波加热，制得巴旦木壳活性炭；

进一步地，所述制备方法包括：

S1：选取新疆巴旦木壳并进行粉碎和过筛；

S2：将活化剂和粉碎好的巴旦木壳按质量比为1.0~3.0混匀；

S3：将活化剂与原料置于微波装置中，在N₂保护下，进行微波辐照反应；

S4：设定微波功率500~900W，微波时间为10~20分钟条件下，同时进行炭化和活化工艺；

S5：将产物洗涤至中性，干燥，研磨，得巴旦木壳活性炭；

进一步地，所述S1中粉碎和过筛后的巴旦木壳粉为100~200目；

进一步地,所述S3中的活化剂为ZnCl₂；

进一步地,所述S1中选取的新疆巴旦木壳为新疆巴旦木食用或加工后的外壳废弃物；

进一步地，所述S5中洗涤至中性是指待活性炭材料冷却后用蒸馏水洗涤至滤液呈中性；

进一步地，一种巴旦木活性炭，所述巴旦木活性炭为上述S1-S5制备的粉末状活性炭；

进一步地，所述巴旦木活性炭的产率为31.00~63.30%，对亚甲基蓝的吸附量在164.82~314.20mg/g；

进一步地，所述巴旦木壳活性炭的最优表面积为839.60m²/g，总孔容为0.406cm³/g，平均孔径为0.83nm；

本发明的有益效果如下：

1）本发明采用的微波法制备，同时实现炭化和活化工艺，即缩短了制备时间，又节省了能源，从而降低制备活性炭的成本，是一种经济高效的制备方法；

2）本发明以巴旦木壳为原料，不仅充分利用农业废弃物，并且减少了环境污染，是一种新疆生物资源的开发与可持续利用，是巴旦木壳活性炭的工业化生产基础；

3）本方法设备投资少，操作简单，并生成高比表面积活性炭，制备周期短，能耗低，易于实现规模化生产。

附图说明

图1为本发明巴旦木壳活性炭的N₂吸附-解析曲线；

图2为本发明巴旦木壳原料的扫描电镜图；

图3为本发明巴旦木壳活性炭扫描电镜图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。