[发明专利]一种磷酸法颗粒活性炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种磷酸法颗粒活性炭的制备方法，本发明采用以杉木屑为原料、H3PO4为活化剂,采用单因素分析和正交实验设计法,颗粒活性炭孔隙结构和碘吸附值、亚甲基蓝及强度的各种制备因素,确定了磷酸制备颗粒活性炭的最佳工艺条件：磷酸浓度为70%,浸渍比为180%,捏合温度为170℃,捏合时间为60min,活化温度为350℃,活化时间为210min。所制得颗粒活性炭碘吸附值为1020.04mg/g,亚甲基蓝吸附值为225mg/g,强度为88.73%,BET比表面积为1486.48m²/g。

技术领域

本发明涉及活性炭领域，其中所涉及一种磷酸法颗粒活性炭的制备方法。

背景技术

现有技术中，秸秆是农业生产的附带产品，作为农业生产大国，我国 每年的秸秆产量可以达到7亿～8亿吨，加上林业废弃物如竹枝、木屑、 园林绿化修剪物等，年产农林废弃物达10亿吨以上。四川作为全国农业 大省，每年产生的农林废弃物达上亿吨。每到夏熟秋收，各地就不断传来 焚烧秸秆的信息，城市被灰霾笼罩，空气中出现大量的PM2.5悬浮物等物 质，能见度急剧下降，造成出行困难。秸秆焚烧屡禁不止，要解决秸秆焚 烧的问题，应该提前为秸秆找到出路，让更多的废物变成资源。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种磷酸法颗粒活性炭的制备方法。

本发明采用以杉木屑为原料、H3PO4为活化剂,采用单因素分析和正交实验设计法,颗粒活性炭孔隙结构和碘吸附值、亚甲基蓝及强度的各种制备因素,确定了磷酸制备颗粒活性炭的最佳工艺条件:磷酸浓度为70 %,浸渍比为180%,捏合温度为170℃,捏合时间为60min,活化温度为350℃,活化时间为210min。所制得颗粒活性炭碘吸附值为1020.04mg/g,亚甲基蓝吸附值为225mg/g,强度为88.73%,BET比表面积为1486.48m2/g。

浸渍比和炭活化温度对颗粒活性炭吸附性能的影响比较大,而捏合温度与浸渍比对颗粒活性炭强度的影响比较大。由于颗粒活性炭的强度随着浸渍比的提高呈下降的趋势,且下降的幅度较大,因此提出利用复合活化剂方法制备颗粒活性炭。

利用复合活化剂可以降低磷酸与木屑的浸渍比,从而提高颗粒活性炭的强度。同时复合活化剂可以提高颗粒活性炭吸附性能。因此利用此方法可以制得吸附性能好、强度高的颗粒活性炭。

具体实施方式

对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明采用以杉木屑为原料、H3PO4为活化剂,采用单因素分析和正交实验设计法,颗粒活性炭孔隙结构和碘吸附值、亚甲基蓝及强度的各种制备因素,确定了磷酸制备颗粒活性炭的最佳工艺条件:磷酸浓度为70 %,浸渍比为180%,捏合温度为170℃,捏合时间为60min,活化温度为350℃,活化时间为210min。所制得颗粒活性炭碘吸附值为1020.04mg/g,亚甲基蓝吸附值为225mg/g,强度为88.73%,BET比表面积为1486.48m2/g。

浸渍比和炭活化温度对颗粒活性炭吸附性能的影响比较大,而捏合温度与浸渍比对颗粒活性炭强度的影响比较大。由于颗粒活性炭的强度随着浸渍比的提高呈下降的趋势,且下降的幅度较大,因此提出利用复合活化剂方法制备颗粒活性炭。

利用复合活化剂可以降低磷酸与木屑的浸渍比,从而提高颗粒活性炭的强度。同时复合活化剂可以提高颗粒活性炭吸附性能。因此利用此方法可以制得吸附性能好、强度高的颗粒活性炭。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。