[发明专利]一种以树叶为模板制备多级孔活性炭的方法

摘要

本发明涉及一种以树叶为模板制备多级孔活性炭的方法。其技术方案是以树叶为模板，以重交沥青为碳源，耦合模板法与控制热分解‑部分水蒸气活化法制备多级孔活性炭，使得树叶在炭化分解过程中能保留其原有结构，而处于熔融流动态的沥青能印刻进入树叶的微观结构，形成具有树叶微观结构的反式结构。本发明所制备的活性炭多级孔特征明显，孔径分布曲线呈现明显的双峰，其中微孔百分率14.9~34.9%，中孔百分率65.0~85.0%。本发明所述的树叶模板耦合工艺制备多级孔活性炭能克服传统活性炭制备工艺中活化剂成本高、腐蚀设备、污染环境、产品残留化学药品等缺点。

主权项

1.一种以树叶为模板制备多级孔活性炭的方法，其特征在于，具体按以下步骤完成：/n步骤一、先将新鲜树叶用蒸馏水冲洗、晾干、剪碎，再将剪碎后的树叶与蒸馏水按质量比（0.5~1）:1混合，投入到料理机内，料理机启动30~60 min后制得浆状物料，再将浆状物料移入管式炉内，在氮气保护气氛下以0.1~0.9 ℃/min的升温速率升温至350 ℃，然后在氮气保护气氛下自然降温至室温，取出炭化产物研磨，用200目筛进行筛选，筛下炭粉即为制得的树叶炭；/n步骤二、将步骤一中制备的树叶炭与沥青按质量比（1~3）:1混合，再加入助溶剂，在30℃下搅拌8 h，制得炭化前驱混合物；/n步骤三、将步骤二中制备的炭化前驱混合物移入管式炉，在氮气保护气氛下，先以10~20 ℃/min的升温速率升温至450 ℃，再恒定管式炉内温度450 ℃ 0.5~1.5 h；然后再以5~10 ℃/min的升温速率升温至850 ℃，再恒定管式炉内温度为850 ℃，并以2 mL/min的速率向管式炉内通入蒸馏水活化1 h；最后自然降温至室温，取出炭化产物研磨，制得活性炭粗品；/n步骤四、用10%（v/v）的盐酸对步骤三中制备的活性炭粗品进行洗涤，过滤，并用蒸馏水冲洗至滤液呈中性，然后在105±3 ℃鼓风干燥箱内干燥至质量恒定，制得多级孔活性炭；/n所述助溶剂为油酸和乳化剂OP-10按质量比9:1配置得到的混合溶剂，所述助溶剂的加入质量不超过树叶炭和沥青总质量的200%；/n所述制备的多级孔活性炭的孔径主要集中分布在0.4~2.0 nm和2.0~20 nm，孔径分布曲线呈现明显的双峰，其中微孔百分率14.9~34.9%，中孔百分率65.0~85.0%，大孔百分率0.1~1.0%。/n