[发明专利]利用藻酸盐制备活性炭的方法

说明书

本发明提供了一种以藻酸盐为原料制备活性炭的方法，其以藻酸盐为原料，经炭化、活化、洗涤和干燥处理而得到活性炭，更具体地，所述方法包括将藻酸盐在150℃‑500℃的温度下进行炭化，然后在400‑900℃进行活化，最后经冷却、洗涤和干燥，制得活性炭成品。本发明方法能够以藻酸盐作为原料制备活性炭，并且制得的活性炭产品具有比表面积大、孔径分布窄等优点。

技术领域

本发明属于活性炭制备领域，涉及一种以藻酸盐为原料制备活性炭的方法。

背景技术

活性炭具有巨大的比表面积、微孔特别发达、导电和导热性佳、化学稳定性好等特点,在催化、吸附、医药、新能源等领域得到广泛应用。目前，制备活性炭的原料来源主要有木质类如木材、椰壳等、煤质类、如褐煤、烟煤、无烟煤等、石油质类、如石油焦等。近年来，利用其他材料来制备活性炭也备受关注。藻酸盐是由单糖醛酸线性聚合而成的多糖，是一种纯净的化合物，具有特定的分子式和元素组成，具有毒副作用低、可降解性、安全性高等特点。目前对藻酸盐的利用主要是在是食品工业和日用化学品工业中被用作乳化剂或增稠剂，以及在医药行业中用作粘合剂或药物缓释剂等。以藻酸盐为原料制备活性炭，不仅能丰富制备活性炭的原料来源，还能丰富藻酸盐的利用而且藻酸盐元素组成确定，含氧量高，能够得到结构和性能特异的活性炭材料。

CN103771408A公开了一种基于海藻的超级电容器用活性炭的制备方法，包括如下步骤：首先利用多价金属阳离子对海藻表面进行交联预处理，然后通过碳化、酸洗工艺制备表面具有介孔结构的预碳化中间体，最后进一步活化酸洗制备活性炭。曾淦宁等(“高比表面积铜藻基活性碳的制备及工艺优化”，《环境科学学报》，第33卷第8期，公开日期2013年8月)公开了一种高比表面积铜藻基活性炭的制备，以铜藻为原材料，以ZnC1₂、H₃PO₄为活化剂，制备铜藻基活性炭。然而，这些现有技术均没有提及以海藻酸盐作为原料制备活性炭。

发明内容

本发明目的在于提供一种制备活性碳的新方法。

为此，本发明提供了一种以藻酸盐为原料制备活性炭的方法，所述方法包括将所述藻酸盐通过物理活化过程、化学活化过程或物理化学组合活化过程进行反应，从而获得所述活性炭，

其中，所述物理活化过程是将所述藻酸盐在氮气气氛下升温至150-500℃进行碳化，然后再通入二氧化碳、水蒸汽、空气或氮气在400-900℃进行活化，最后经冷却、洗涤和干燥得到活性炭，

所述化学活化过程是将所述藻酸盐和活化剂进行混合，然后升温至150-500℃进行炭化，之后升温至400-900℃进行活化，最后经冷却、洗涤和干燥得到活性炭，其中所述活化剂是选自硫酸、磷酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和氯化锌中的一种或多种，

所述物理化学组合活化过程是将所述藻酸盐在氮气气氛下升温至150-500℃进行炭化，然后与活化剂混合并升温至400-900℃进行活化，最后经冷却、洗涤和干燥得到活性炭，其中所述活化剂是选自硫酸、磷酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和氯化锌中的一种或多种。

在一个优选实施方案中，所述藻酸盐为藻酸钾、藻酸钠、藻酸钙、藻酸锌、藻酸铁、藻酸铜、藻酸钴、藻酸镍、藻酸钯、藻酸镁和藻酸钡中的一种或多种。

在一个优选实施方案中，当使用所述活化剂时，所述藻酸盐与所述活化剂的质量比为1∶0.5～1∶4。

在一个优选实施方案中，所述洗涤是先用HCl溶液洗涤，然后用水洗涤至中性。

在一个优选实施方案中，所述升温至400-900℃是以1-10℃/min的升温速率进行的。

在一个优选实施方案中，在所述物理活化过程中，N₂流量为

50-200ml/min。