[发明专利]利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法

权利要求书

1.利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、炭化处理，将预处理后的高粱秸秆原料投入到炭化炉内中，进行裂解、脱氢、固碳处理，得到生物炭；

S2、超声处理，将得到的生物炭置入超声系统装置内，在恒温下，进行超声处理；

S3、活化处理，将经步骤2处理后的生物炭投入到活化炉中，并向活化炉中通入高温水蒸气，利用高温水蒸气来对生物炭进行活化处理，得到最终的活性炭产品；

S4、冷却收集，通过螺旋水冷设备对活性炭产品进行冷却，最后进行活性炭产品的收集。

2.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步骤S1中对高粱秸秆原料进行炭化处理的方法是，将高粱秸秆原料投入到炭化炉并向活化炉内通入氮气，氮气的通入量为1～5L/min，同时利用炭化炉对高粱秸秆原料进行升温炭化处理，初步得到生物炭。

3.根据权利要求2所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的炭化炉对高粱秸秆原料进行升温炭化处理方法是，以升温速率5℃/min，升温至450℃，然后在炭化温度在450℃，保持恒温1.5-2.5h,最后停止加热，开始降温，同时逐步调小氮气流量至0.79L/min进行氮气缓冲。

4.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步骤2中超声处理的方法时，利用超声系统装置内的超声波发生器发出声波的频率为40KHz、42KHZ和45KHZ的超声波，并保持超声处理的温度在30℃，在40KHz、42KHZ和45KHZ的超声波的作用下进行0.5-0.7h超声处理，得到超声处理后的生物炭。

5.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步骤3中活化处理的方法是，首先控制活化炉的活化温度在700℃-950℃，并向活化炉内通入700℃-950℃的高温水蒸气，反应1h，利用高温水蒸汽对生物炭进行活化处理，得的最终的活性炭，其中通入的水蒸气的蒸汽比为1：1-1:1.5，通入高温水蒸气的量为生物炭质量的2倍。

6.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的高温水蒸汽对生物炭进行活化处理的过程是，首先气相中的水蒸气向炭化颗粒的表面扩散;然后水蒸气由表面沿孔隙向炭化颗粒内部扩散；最后水蒸气与碳反应，反应生成的气体向炭化物颗粒表面扩散。

7.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：所述的冷却收集的方法是，首先对活性炭产物进行自然冷却，待活性炭产物温度冷却到与原有炉温，再通过螺旋水冷设备对活性炭产物进行冷却，冷区至45℃-52℃，再对活性炭产物进行收集。

8.根据权利要求1所述的利用高粱秸秆制备高吸附性能活性炭及活化的方法，其特征在于：步骤S1中对高粱秸秆原料进行预处理的方法是，将切割好的高粱秸秆置于2%（Wt）的NaOH中浸泡48h，然后取出用蒸馏水洗涤至中性，再在烘箱中干燥，将已经干燥好的样品先置于恒温鼓风烘箱中200℃下预氧化2h，然后按照高粱秸秆和（NH₄）₂HPO₄质量比为1：5的浸渍比将样品浸渍在（NH₄）₂HPO₄溶液中24h，取出后置于烘箱中105℃烘干。