本發(fā)明涉及活性炭技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種活性炭及其制備方法。

背景技術(shù)：

時(shí)至今日，制備的活性炭大約可以分為煤質(zhì)和木質(zhì)兩大類。但是目前的世界森林資源總量一直在不斷的下滑，可以砍伐利用的森林資源也在不斷的下降。并且，我們國家是一個(gè)森林資源很缺乏的國家，制備的活性炭一般只能依靠林業(yè)加工的廢料，但是因?yàn)橛械牡貐^(qū)大量的消耗森林資源，導(dǎo)致森林被破壞，造成了嚴(yán)重的水土的流失，甚至洪水泛濫，所以只依靠林也加工是不可取的，而如何的合理使用資源，消除環(huán)境污染已成為各個(gè)國家科學(xué)工作者面對的一個(gè)重要的任務(wù)。

活性炭因?yàn)槠鋬?nèi)部孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，并具有十分顯著的吸附能力，廣泛的應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，但是目前的活性炭加工受原料來源和成本的影響，致使其發(fā)展受到了一定的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種活性炭，其原材料產(chǎn)量大、來源廣、價(jià)格低，且產(chǎn)品具有較佳的吸附能力。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種活性炭制備方法，其能夠最大限度的將活性炭的原材料轉(zhuǎn)化呈為上述的活性炭，并且制備的活性炭具備上述的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提出一種活性炭的制備方法，其包括以下步驟：

將中藥藥渣與活化劑溶液進(jìn)行混合，并依次進(jìn)行密封靜置和干燥，得到第一活化產(chǎn)物；對第一活化產(chǎn)物依次進(jìn)行加熱和恒溫活化，得到第二活化產(chǎn)物；對第二活化產(chǎn)物進(jìn)行后處理。

本發(fā)明還提出一種活性炭，其通過上述活性炭的制備方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的活性炭及其制備方法的有益效果是：通過使用活化劑對中藥藥渣進(jìn)行一次活化后，繼續(xù)對其進(jìn)行恒溫二次活化和后處理，使得所制備的活性炭具備較佳的吸附能力，需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭制備原料來源廣泛，且價(jià)格低廉，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上具有較大的推廣價(jià)值，另外，上述活性炭的制備方法還具備制備工藝簡單，制備效率高的優(yōu)點(diǎn)。因此，上述實(shí)施例提供的活性炭及其制備方法，整體上具備工藝簡單且制備效率高、原料充足且價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，這些均有利于環(huán)境保護(hù)和資源的有效再利用，故其具備較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的薄荷藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線圖；

圖2為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的薄荷藥渣基活性炭的dft孔分布圖；

圖3為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的荊芥藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線圖；

圖4為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的荊芥藥渣基活性炭的dft孔分布圖；

圖5為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的穿心蓮藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線圖；

圖6為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的穿心蓮藥渣基活性炭的dft孔分布圖；

圖7為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的連翹藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線圖；

圖8為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的連翹藥渣基活性炭的dft孔分布圖；

圖9為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的混合藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線圖；

圖10為本發(fā)明試驗(yàn)例提供的混合藥渣基活性炭的dft孔分布圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實(shí)施例的活性炭及其制備方法進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種活性炭的制備方法，其主要使用廢氣物料作為原料制備活性炭。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，包括以下步驟：

s1、將中藥藥渣與活化劑溶液進(jìn)行混合，并依次進(jìn)行密封靜置和干燥，得到第一活化產(chǎn)物。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)中，所用中藥藥渣為薄荷藥渣、荊芥藥渣、穿心蓮藥渣、連翹藥渣、女貞子藥渣、麻黃藥渣、田胡藥渣、黃芪藥渣和益母草藥渣中的至少一種，并且優(yōu)選地，選用薄荷藥渣、荊芥藥渣、穿心蓮藥渣和連翹藥渣中的至少一種。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例選用的活性炭原材料為中藥藥渣，其來源廣泛，價(jià)格便宜，具有很明顯的性價(jià)比優(yōu)勢，不但有助于其推廣，而且也有助于環(huán)境保護(hù)和資源的再利用。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)中，所用活化劑溶液為氯化鋅溶液、碳酸鉀溶液或磷酸溶液中的任意一種。優(yōu)選地使用氯化鋅溶液，并且需要強(qiáng)調(diào)的是，使用活化劑溶液對中藥藥渣進(jìn)行活化處理，其主要是去除中藥藥渣內(nèi)部的水分和油份，并使其內(nèi)部的碳成分能夠發(fā)生縮聚重組，進(jìn)而形成微孔結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，關(guān)于中藥藥渣和活化劑的混合比例用量，本實(shí)施例也進(jìn)行了限定，其限定為每1g中藥藥渣使用濃度為0.05-3mol/l的活化劑5-25ml。需要說明的是，之所以對中藥藥渣和活化劑的用量比進(jìn)行限定，是因?yàn)槠浠罨瘎┑挠昧窟^多或過少，均不利于其活化作用的有效實(shí)現(xiàn)，活化劑用量過少，不能夠很好的發(fā)揮活化作用，弱化了活化劑的功效，活化劑用量過多，會(huì)使得中藥藥渣的微孔結(jié)構(gòu)變大，從而降低了重要藥渣的比表面積，故也不利于其中藥藥渣制成吸附能力強(qiáng)的活動(dòng)炭。

進(jìn)一步地，為了為中藥藥渣與活化劑創(chuàng)造最佳的活化條件，本實(shí)施例在進(jìn)行密封靜置時(shí)的時(shí)間限定為23-25h，優(yōu)選地為24h；在進(jìn)行干燥時(shí)的溫度為79-81℃，時(shí)間為23-25h，并且干燥后第一活化產(chǎn)物的含水率低于15％，其中，干燥時(shí)溫度優(yōu)選地為80℃，時(shí)間為24h。

s2、對第一活化產(chǎn)物依次進(jìn)行加熱和恒溫活化，得到第二活化產(chǎn)物。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例中，對第一活化產(chǎn)物加熱時(shí)，還進(jìn)行了氣氛保護(hù)，優(yōu)選地使用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，以便于第一活化產(chǎn)物具有一個(gè)良好干凈的空間環(huán)境，另外也是為了能夠在加熱過程中不被氧化，從而有利于其接下來的二次活化。

進(jìn)一步地，二次恒溫活化之前的加熱升溫速度為10℃/min，而之所以對加熱升溫速度有一個(gè)較為穩(wěn)定的限制，是因?yàn)槠浜侠矸€(wěn)定的升溫速度有利于一次活化產(chǎn)物組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而不會(huì)應(yīng)該過熱或過冷對其造成不可逆轉(zhuǎn)的影響，這也有助于保證最終活性炭的品質(zhì)。

進(jìn)一步地，對第一活化產(chǎn)物進(jìn)行恒溫活化的過程中，活化溫度控制在400-700℃，活化時(shí)間控制在0.5-4h。需要說明的是，在二次活化過程中，對于活化溫度和活化時(shí)間的限制，可以使得第一活化產(chǎn)物中含有的水分和油份以及各種雜質(zhì)進(jìn)一步去除，另外，其內(nèi)部的碳成分重組也會(huì)進(jìn)一步的深化，微孔結(jié)構(gòu)會(huì)更多。故經(jīng)過第二次活化后，其第二活化產(chǎn)物將具有更加好的孔結(jié)構(gòu)，其品質(zhì)得以進(jìn)一步的提升。

s3、對第二活化產(chǎn)物進(jìn)行后處理。

進(jìn)一步地，對第二活化產(chǎn)物進(jìn)行后處理后即可得到活性炭。需要說明的是，對第二活化產(chǎn)物進(jìn)行后處理的過程依次包括室溫冷卻、酸洗、水洗和干燥。其中，酸洗過程為：使用3mol/l的hcl溶液浸泡30min后，再進(jìn)行抽濾；水洗包括使用70-80℃的蒸餾水進(jìn)行多次反復(fù)清洗，直至產(chǎn)物的ph在中性范圍內(nèi)；干燥的條件為溫度110℃，干燥后室溫冷卻即可。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種活性炭，其通過上述活性炭的制備方法制得。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭，其原材料產(chǎn)量大、來源廣、價(jià)格低，其具有較佳的吸附能力，故其豐富了目前的活性炭商品市場，有利于節(jié)能和環(huán)保，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，包括以下步驟：

稱取1g薄荷藥渣原材料放入小燒杯中，量取3mol/l的化學(xué)活化劑zncl2溶液25ml與薄荷藥渣在小燒杯中進(jìn)行充分的攪拌混合，使中藥藥渣分散均勻，在燒杯口罩上保鮮膜保護(hù)，放在室溫之中靜置24h。

取下保鮮膜，將靜置浸泡完的中藥藥渣放入到電熱鼓風(fēng)干燥箱之中，將溫度設(shè)置為80℃的加熱24h，干燥其中的水分，使藥渣的含水率低于15％。

把干燥后的中藥藥渣放到充滿氮?dú)獾墓苁綘t中，從室溫開始，逐漸以10℃/min的速率升高溫度，一直到400℃，然后恒溫活化4h。

將活化好的產(chǎn)物從管式爐中取出，冷卻到室溫，用3mol/l的hcl溶液酸洗，并且浸泡30min后，對產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用80℃的蒸餾水反復(fù)洗滌產(chǎn)物，直至所得到的產(chǎn)物的ph值在中性范圍內(nèi)。

將中性的產(chǎn)物放到電熱鼓風(fēng)干燥箱中，用110℃的溫度進(jìn)行干燥后，取出室溫冷卻。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為荊芥藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為穿心蓮藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為連翹藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為連翹藥渣、穿心蓮藥渣、荊芥藥渣和薄荷藥渣構(gòu)成的混合藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例6

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為女貞子藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例7

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為麻黃藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例8

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為田胡藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例9

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為黃芪藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例10

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用中藥藥渣為益母草藥渣。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例11

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用活化劑溶液為碳酸鉀溶液。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

實(shí)施例12

本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法，其與實(shí)施例1提供的活性炭的制備方法大致相同，不同之處在于，本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法中，所用活化劑溶液為磷酸溶液。

本實(shí)施例還提供了一種活性炭，其是通過本實(shí)施例提供的活性炭的制備方法制備所得。

試驗(yàn)例

為了證明本發(fā)明實(shí)施例當(dāng)中提供活性炭及其制備方法的優(yōu)越性，本試驗(yàn)例選取上述實(shí)施例1-5提供的活性炭作為樣本進(jìn)行氮吸附表征測試，其測試結(jié)果請參照圖1-10。

進(jìn)一步地，關(guān)于薄荷藥渣基活性炭的n2物理吸附表征測試結(jié)果請參照圖1和圖2，其中，圖1為薄荷藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線，其呈現(xiàn)明顯的iupac分類的ⅰ型等溫線，表明了孔結(jié)構(gòu)中微孔的優(yōu)勢地位。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，在相對壓力0.4<p/p0<0.8之間，吸脫附曲線形成一個(gè)微小的滯后環(huán)，說明結(jié)構(gòu)中含有少量的中孔結(jié)構(gòu)。此外，從圖2給出的薄荷藥渣基活性炭的dft孔分布來看，其中有大量2nm以下的微孔和2-6nm的中孔，其比表面積可達(dá)1569m²/g。因此，綜合來看，實(shí)施例1中提供的薄荷藥渣基活性炭具有良好的孔隙分布結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，其吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

進(jìn)一步地，關(guān)于荊芥藥渣基活性炭的n2物理吸附表征測試結(jié)果請參照圖3和圖4，其中，圖3為荊芥藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線，其呈現(xiàn)明顯的iupac分類的ⅰ型等溫線，表明了孔結(jié)構(gòu)中微孔的優(yōu)勢地位。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，在相對壓力0.4<p/p0<0.8之間，吸脫附曲線形成一個(gè)微小的滯后環(huán)，說明結(jié)構(gòu)中含有少量的中孔結(jié)構(gòu)。此外，從圖4給出的荊芥藥渣基活性炭的dft孔分布來看，其中有大量2nm以下的微孔和2-6nm的中孔，其比表面積可達(dá)1569m²/g。因此，綜合來看，實(shí)施例2中提供的荊芥藥渣基活性炭具有良好的孔隙分布結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，其吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

進(jìn)一步地，關(guān)于穿心蓮藥渣基活性炭的n2物理吸附表征測試結(jié)果請參照圖5和圖6，其中，圖5為穿心蓮藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線，其呈現(xiàn)明顯的iupac分類的ⅰ型等溫線，表明了孔結(jié)構(gòu)中微孔的優(yōu)勢地位。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，在相對壓力0.4<p/p0<0.8之間，吸脫附曲線形成一個(gè)微小的滯后環(huán)，說明結(jié)構(gòu)中含有少量的中孔結(jié)構(gòu)。此外，從圖6給出的穿心蓮藥渣基活性炭的dft孔分布來看，其中有大量2nm以下的微孔和2-6nm的中孔，其比表面積可達(dá)1667m²/g。因此，綜合來看，實(shí)施例3中提供的穿心蓮藥渣基活性炭具有良好的孔隙分布結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，其吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

進(jìn)一步地，關(guān)于連翹藥渣基活性炭的n2物理吸附表征測試結(jié)果請參照圖7和圖8。其中，圖7為連翹藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線，其呈現(xiàn)明顯的iupac分類的ⅰ型等溫線，表明了孔結(jié)構(gòu)中微孔的優(yōu)勢地位。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，在相對壓力0.4<p/p0<0.8之間，吸脫附曲線形成一個(gè)微小的滯后環(huán)，說明結(jié)構(gòu)中含有少量的中孔結(jié)構(gòu)。此外，從圖8給出的連翹藥渣基活性炭的dft孔分布來看，其中有大量2nm以下的微孔和2-6nm的中孔，其比表面積可達(dá)1690m²/g。因此，綜合來看，實(shí)施例4中提供的連翹藥渣基活性炭具有良好的孔隙分布結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，其吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

進(jìn)一步地，關(guān)于由連翹藥渣、穿心蓮藥渣、荊芥藥渣和薄荷藥渣構(gòu)成的混合藥渣基活性炭的n2物理吸附表征測試結(jié)果請參照圖9和圖10。其中，圖9為混合藥渣基活性炭的n2吸附脫附等溫線，其呈現(xiàn)明顯的iupac分類的ⅰ型等溫線，表明了孔結(jié)構(gòu)中微孔的優(yōu)勢地位。另外，還可以發(fā)現(xiàn)，在相對壓力0.4<p/p0<0.8之間，吸脫附曲線形成一個(gè)微小的滯后環(huán)，說明結(jié)構(gòu)中含有少量的中孔結(jié)構(gòu)。此外，從圖8給出的混合藥渣基活性炭的dft孔分布來看，其中有大量2nm以下的微孔和2-6nm的中孔，其比表面積可達(dá)1569m²/g。因此，綜合來看，實(shí)施例5中提供的混合藥渣基活性炭具有良好的孔隙分布結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，其吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過使用活化劑對中藥藥渣進(jìn)行一次活化后，繼續(xù)對其進(jìn)行恒溫二次活化和后處理，使得所制備的活性炭具備較佳的吸附能力，更為重要的是，活性炭制備原料來源廣泛，且價(jià)格低廉，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上具有較大的推廣價(jià)值。另外，上述活性炭的制備方法還具備制備工藝簡單，制備效率高的優(yōu)點(diǎn)。因此，上述實(shí)施例提供的活性炭及其制備方法，整體上具備工藝簡單且制備效率高、原料充足且價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，這些均有利于環(huán)境保護(hù)和資源的有效再利用，故其具備較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。