一種有機(jī)鈉活化劑制備活性炭的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備活性炭的方法,將木質(zhì)或竹質(zhì)原料以有機(jī)鈉為活化劑來(lái)制備活性炭。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)化學(xué)法制備活性炭以強(qiáng)酸(H2SO4、H3PO4),強(qiáng)堿(KOH、NaOH),ZnCl2等為活化劑,對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、對(duì)環(huán)境污染大等問(wèn)題,活化劑用量低、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單;所制得的活性炭比表面積為1880~2270m2/g,碘吸附值為1270~1445mg/g,具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種有機(jī)鈉活化劑制備活性炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于炭吸附材料領(lǐng)域,具體涉及一種以有機(jī)鈉為活化劑制備活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種含碳物質(zhì)的顆粒和粉末,主要是生物有機(jī)物質(zhì)(如煤、石油、浙青、木屑、果殼等)經(jīng)炭化和活化得到的疏水性吸附劑。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,它具有吸附、催化作用,物質(zhì)在其孔隙內(nèi)積聚,并保持物理、化學(xué)的穩(wěn)定性等特征??梢栽趶V泛的PH值范圍內(nèi)與多種溶劑在高溫高壓下使用。目前,活性炭已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、化學(xué)工業(yè)、食品加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)以及人們?nèi)粘I畋夭豢缮俚漠a(chǎn)品。但是,傳統(tǒng)化學(xué)法制備活性炭以強(qiáng)酸(H2SO4, H3PO4),強(qiáng)堿(KOH、NaOH),ZnCl2等為活化劑,其對(duì)環(huán)境污染大、對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、活化劑用量大、成本高等。因此 ,開(kāi)發(fā)尋找一種環(huán)境友好、對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單的活性炭制備工藝成為目前人們研究的熱點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種以有機(jī)鈉為活化劑制備活性炭的方法,活化劑用量低、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單;所制得的活性炭比表面積為188(T2270m2/g,碘吸附值為127(Tl445mg/g,具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種以有機(jī)鈉為活化劑制備活性炭的方法包括以下步驟:
將木質(zhì)或竹質(zhì)原料粉碎,篩選出粒徑1_2_的原料,并烘干至恒重;將烘干后的原料與有機(jī)鈉(質(zhì)量比,原料:有機(jī)鈉=15:廣8:1)充分混合后,轉(zhuǎn)移到不銹鋼管式反應(yīng)器中,并安裝到管式電阻爐上,在氮?dú)獗Wo(hù)下以5-10°C /min的速率升溫至300-400°C,并保溫0.5_2h ;接著以1(T20°C /min的速率升溫至600-800°C,并保溫2_3h后,待其自然冷卻至室溫,停止通氮?dú)猓粚a(chǎn)物倒入3~5wt.%的鹽酸溶液中加熱煮沸,再用蒸餾水洗滌至pH=7,干燥,即得到活性炭。
[0005]所述的有機(jī)鈉為檸檬酸鈉、酒石酸鈉。
[0006]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明避免了傳統(tǒng)化學(xué)法制備活性炭以強(qiáng)酸(H2S04、H3PO4),強(qiáng)堿(K0H、Na0H),ZnCl2等為活化劑,對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、對(duì)環(huán)境污染大等問(wèn)題,活化劑用量低、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單;所制得的活性炭比表面積為188(T2270m2/g,碘吸附值為127(Tl445mg/g,具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是實(shí)施例1的活性炭的吸附等溫線圖。
[0008]圖2是實(shí)施例2的活性炭的孔徑分布圖?!揪唧w實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
將木質(zhì)或竹質(zhì)原料粉碎,篩選出粒徑1_2_的原料,并烘干至恒重;將烘干后的原料與檸檬酸鈉(質(zhì)量比=15:1)充分混合后,轉(zhuǎn)移到不銹鋼管式反應(yīng)器中,并安裝到管式電阻爐上,在氮?dú)獗Wo(hù)下以10°C /min的速率升溫至300°C,并保溫0.5h ;接著以20°C /min的速率升溫至800°C,并保溫2h后,待其自然冷卻至室溫,停止通氮?dú)?;將產(chǎn)物倒入3wt.%的鹽酸溶液中加熱煮沸,再用蒸餾水洗滌至pH=7,干燥,即得到活性炭,其比表面積為1930m2/g,碘吸附值為1315mg/g。
[0010]實(shí)施例2
將木質(zhì)或竹質(zhì)原料粉碎,篩選出粒徑1_2_的原料,并烘干至恒重;將烘干后的原料與酒石酸鈉(質(zhì)量比=8:1)充分混合后,轉(zhuǎn)移到不銹鋼管式反應(yīng)器中,并安裝到管式電阻爐上,在氮?dú)獗Wo(hù)下以5°C /min的速率升溫至400°C,并保溫2h ;接著以10°C /min的速率升溫至600°C,并保溫3h后,待其自然冷卻至室溫,停止通氮?dú)猓粚a(chǎn)物倒入5 wt.%的鹽酸溶液中加熱煮沸,再用蒸餾水洗滌至pH=7,干燥,即得到活性炭,其比表面積為2010m2/g,碘吸附值為1275mg/g。 [0011]實(shí)施例3
將木質(zhì)或竹質(zhì)原料粉碎,篩選出粒徑1_2_的原料,并烘干至恒重;將烘干后的原料與檸檬酸鈉(質(zhì)量比=10:1)充分混合后,轉(zhuǎn)移到不銹鋼管式反應(yīng)器中,并安裝到管式電阻爐上,在氮?dú)獗Wo(hù)下以8°C /min的速率升溫至350°C,并保溫Ih ;接著以15°C /min的速率升溫至700°C,并保溫2h后,待其自然冷卻至室溫,停止通氮?dú)?;將產(chǎn)物倒入4 wt.%的鹽酸溶液中加熱煮沸,再用蒸餾水洗滌至pH=7,干燥,即得到活性炭,其比表面積為2100m2/g,碘吸附值為1294mg/g。
[0012]檢測(cè)手段:
1、碘吸附值測(cè)定方法
根據(jù)GB/T 12496.7—90檢測(cè)活性炭的碘吸附值。
【權(quán)利要求】
1.一種制備活性炭的方法,其特征在于:以有機(jī)鈉為活化劑制備活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備活性炭的方法,其特征在于:所述的有機(jī)鈉為檸檬酸鈉或酒石酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備活性炭的方法,其特征在于:將木質(zhì)或竹質(zhì)原料粉碎,篩選出粒徑1-2_的原料,并烘干至恒重;與有機(jī)鈉按質(zhì)量比為15:11:1充分混合后,在氮?dú)獗Wo(hù)下以5-10°C /min的速率升溫至300-400°C,保溫0.5_2h ;接著以1(T20°C /min的速率升溫至600-800°C,保溫2-3h,自然冷卻至室溫,停止通氮?dú)?;將產(chǎn)物倒入3~5wt.%的鹽酸溶液中加熱煮沸 ,再用蒸餾水洗滌至PH=7,干燥。
【文檔編號(hào)】C01B31/12GK103771413SQ201410000141
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】陳孝云, 陸東芳, 陳星 , 高驍敏, 常鼎偉 申請(qǐng)人:福建農(nóng)林大學(xué)