[发明专利]一种琼脂基高比表面积活性炭的制备方法

说明书

本发明公开一种琼脂基高比表面积活性炭的制备方法，涉及活性炭技术领域，具体包括以下步骤：（1）将琼脂加入到去离子水中搅拌溶解，加入戊二醛溶液搅拌后静置2.5‑3.5 h，得到的琼脂基水凝胶；（2）琼脂基水凝胶预冻后经冷冻干燥得多孔琼脂；（3）将多孔琼脂切成块状，在氩气氛围中升温至500℃，碳化1‑2h；（4）将碳化产物研磨至粒径为100‑200目，与NaOH、KOH按重量比1：1：1‑3混匀，在氩气保护下升温至600℃，活化，自然降温至室温后，活化粗产物依次经HCl溶液和去离子水洗至中性，最后干燥，得琼脂基高比表面积活性炭。该活性炭比表面积大，性能优异。

技术领域

本发明涉及活性炭技术领域，尤其是涉及一种琼脂基高比表面积活性炭的制备方法。

背景技术

以生物质为前驱体来制备碳材料因其资源丰富、廉价易得、无污染且可再生等优点而备受人们关注。近年来，人们广泛开展了以果壳、藻类、落叶等植物类前驱体来制备活性炭的研究工作。

中国专利文献（CN107381573A）公开一种活性炭材料及其制备方法。其技术方案为：按照水：富碳有机体：氢氧化钾的质量比为（2-1000）：1：（0.1-1.8），将所述水、所述富碳有机体和所述氢氧化钾混合，在40-1000℃条件下搅拌0.16-4h，得到黑色溶液。将所述黑色溶液在40-100℃条件下烘干2-4h，得到

灰色凝胶；再将所述灰色凝胶在惰性气体中于500-14000℃条件下保0.5-12h，洗涤，干燥，得到活性炭材料。所述富碳有机体为琼脂、葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖中的一种。所述惰性气体为氮气或为氢气。该发明将富碳有机体活化后直接碳化，其有机体在焙烧时，表面或内部容易破碎，降低其比表面积。

中国专利文献（CN 106608625 B）公开一种混合活性炭的制备方法，采用汉麻秆和树根作为原料，通过活化、捏合、挤压等，采用磷酸一步活化法制备出混合材料的活性炭。该专利采用汉麻秆、树根活化、捏合、挤压处理制备活性炭，工艺简单，其比表面积小。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种琼脂基高比表面积活性炭的制备方法，制备的活性炭比表面积大，性能优异。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种琼脂基高比表面积活性炭的制备方法，包括以下步骤：

（1）将琼脂加入到9-11倍重量的去离子水中搅拌溶解，加入琼脂重量2-4%的戊二醛溶液，搅拌2-4min形成混合液，混合液转移至结晶皿中静置2.5-3.5 h，得到的琼脂基水凝胶；

（2）琼脂基水凝胶在-20~-25℃温度下预冻6-10h，经冷冻干燥得多孔琼脂；

（3）将多孔琼脂切成块状，在氩气氛围中以4-6℃∙min^-1的速度升温至500℃，碳化1-2h；

（4）将碳化产物研磨至粒径为100-200目，与NaOH、KOH按重量比1：1：1-3混匀，在氩气保护下升温至600℃，活化1.5 h，自然降温至室温后，活化粗产物依次经1 mol∙L^-1 的HCl溶液和去离子水洗至中性，最后于50-70℃下干燥，得琼脂基高比表面积活性炭。

进一步的，所述步骤（1）中琼脂的溶解温度为30-40℃，搅拌时间为2-3.5h。

进一步的，所述步骤（1）中戊二醛溶液质量分数为20-30%。

进一步的，所述步骤（2）中冷冻干燥的的冷阱温度为-50℃，干燥压力为100Pa，加热板温度为10℃，干燥时间为18-24h。

进一步的，所述步骤（3）中氩气流量为12-18mL∙min^-1。