[发明专利]一种油茶果壳活性炭的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种油茶果壳活性炭的制备方法及应用。以油茶果壳为原料，采用磷酸活化法，在真空条件下热裂解制备活性炭，炭化活化同时进行、活化剂用量少，制备的产品比表面积大、总孔容积高，制备工艺绿色清洁，流程短，成本低廉；同时将制备的油茶果壳活性炭应用于吸附合成染料罗丹明B，取得了优异的吸附效果，可进行大规模的生产及应用。

技术领域

本发明涉及一种油茶果壳活性炭的制备方法及应用，属于活性炭技术领域。

背景技术

工业染料废水是水污染的主要来源。罗丹明B由于色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点而被广泛用作工业染料，而且用量很大。但该类染料废水由于色度高、毒性强、难降解，且易致癌而成为现阶段急需治理的废水之一。而活性炭是染料废水处理中罗丹明B去除效果优良的吸附剂，但因价格昂贵，限制了其进一步的推广使用。

近年来，以农林废弃物为原料制备活性炭受到各国研究者的广泛关注，这不仅可以降低活性炭的生产成本，同时可以解决农林废弃物资源被当做燃料使用或被烧掉而导致的环境污染问题。

油茶籽油是我国南方地区人民常用的食用油，但在油茶籽油加工过程中产生的大量油茶果壳却被当做废物丢弃，油茶果壳中含有的木质素具有独特的物理结构，是生产活性炭的良好原料。目前利用油茶籽油制备活性炭的方法分为物理活化法和化学活化法，物理活化法制备活性炭时耗能高、速度慢、时间长，使得活性炭制备成本升高；化学活化法中大量使用化学活化剂对设备腐蚀性大，污染环境，制得的活性炭中残留化学药品活化剂，应用受到限制。

因此，如何提供一种吸附效果好，且成本低的油茶果壳活性炭是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油茶果壳活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)将油茶果壳经洗净、干燥、粉碎、过筛，得到油茶果壳粉备用；

(2)将步骤(1)制备的油茶果壳粉与磷酸溶液按一定的质量比进行浸渍，其中浸渍的时间为4-18h；

(3)将步骤(2)得到的物料置于高温箱式炉内，在真空条件下，从室温加热至终温400-650℃，保温1.0-1.5h，停止加热，并自然冷却至室温；

(4)将步骤(3)得到的产物用去离子水浸泡，反复洗涤至中性；洗涤完成后放入干燥箱内100-110℃烘干，烘干后粉碎即得到油茶果壳活性炭；

(5)将步骤(4)制备的油茶果壳活性炭置于具塞玻璃瓶内，并放在干燥器内存放备用。

采用上述技术方案的有益效果：本发明采用真空化学活化法制备油茶果壳活性炭，其制备的活性炭具有比表面积大和总孔容积高等优点；真空化学活化是在传统化学活化法上的改进，它能够有效减少热解产生的易挥发份的二次裂解，提高活性炭的比表面积以及吸附容量。常压条件下裂解过程中形成的有机气体在活性炭内部的停留时间比真空条件下长的多，有机气体二次反应和微孔壁热降解会导致微孔扩大及炭结构被破坏，形成的含炭物沉积在炭表面或孔中，堵塞微孔，影响吸附；与常压条件相比，在真空条件下裂解制备活性炭，具有降低原料的碳化活化温度、洁净生产等优点，对节能、环保具有重要意义。

因此，采用本发明真空化学活化法制备活性炭既避免了物理活化法制备活性炭时耗能高、速度慢、时间长，成本高等缺陷，又可解决化学活化法中大量使用化学活化剂对设备腐蚀性大，污染环境等问题，本发明设计的一种油茶果壳活性炭的制备方法适合进行广泛的市场推广。

进一步地，步骤(2)中所述磷酸溶液的浓度为50-70wt％，并且所述油茶果壳粉与所述磷酸溶液的质量比为1:2-4。

优选的，步骤(2)中所述磷酸溶液的最佳选择浓度为50wt％，并且所述油茶果壳粉与所述磷酸溶液的最佳质量比为1:3。