水蔥莖杆活性炭的製備方法

2023-05-10 20:21:56 1

專利名稱：水蔥莖杆活性炭的製備方法
技術領域：
本發明屬於活性炭的製備技術領域，特別涉及一種以水蔥莖杆為原料的活性炭製備方法。
背景技術：
活性炭是一種多孔性的含碳物質，具有高度發達的孔隙和巨大的比表面積，作為一種優良的吸附劑已廣泛地應用於環保、食品、醫藥、化工等領域，進行水處理、氣體淨化、脫色、除味等多種用途。
活性炭可由許多含碳物質製成，包括煤、木材、各種果殼等。近年來，隨著對環保問題的日趨重視，各行業對活性炭的需求逐年增加。活性炭需求量的增加拓寬了活性炭原料的範圍。農業副產品尤其是農作物的莖杆大都具有一定的含碳量，且廉價易得，是一種優良的生產活性炭的原料。
水蔥，別名管子草、翠管草，莎草科莎草屬，多年生挺水植物，株高1～2米，莖杆直立，表面光滑，內為海綿狀，分布廣泛。水蔥是一種有效的水體淨化植物，在人工溼地中大量應用。植株成熟之後，通常需要對其進行收割。收割後的水蔥往往被丟棄，這不僅佔用了土地，對環境造成了一定的影響，還浪費了資源。

發明內容
針對現有技術中水蔥莖杆利用率低，活性炭原料匱乏的不足，本發明提供一種水蔥莖杆活性炭的製備方法，可獲得一種質量穩定的水蔥莖杆活性炭，原料獲取容易，充分利用了溼地植物秸杆，且製作工藝簡單、經濟、環保。
一種水蔥莖杆活性炭的製備方法，步驟如下(1)將水蔥莖杆洗淨，晾乾或烘乾；(2)將晾乾或烘乾後的水蔥莖杆粉碎，得水蔥莖杆粉；(3)將水蔥莖杆粉與為30～60％(v/v)的磷酸以1∶2～3的質量比混合浸泡，浸泡時間為6～8小時；(4)將步驟(3)浸泡後的水蔥莖杆粉進行炭化和活化；(5)將進行炭化和活化後的水蔥莖杆粉用水洗滌，烘乾即得到活性炭。
優選的，步驟(1)中的晾乾溫度為10℃～35℃，最佳晾乾溫度為30～35℃。
優選的，步驟(1)中的烘乾溫度為90℃～120℃。
優選的，步驟(2)中的粉碎粒徑為0.5～1.5mm。
優選的，步驟(4)中的炭化和活化條件馬福爐以升溫速率3～5℃/min升溫至溫度400～550℃，保溫時間60～90分鐘。
優選的，步驟(5)中的水洗滌，可先用水粗洗回收磷酸，然後再用水洗滌至pH＝6～7。
優選的，步驟(5)中烘乾溫度為90℃～120℃。
本發明的優良效果如下1.本發明首次利用了溼地植物秸杆-水蔥莖杆，原料廉價易得，能夠降低活性炭的生產成本。
2.本發明利用水蔥莖杆製備活性炭，變廢為利，實現了對水蔥資源的充分利用。
3.利用溼地植物的莖杆製備活性炭，擴大了活性炭的原料來源。
4.本發明製備工藝簡單、經濟、環保，符合循環經濟發展的需要，具有良好的工業應用前景。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不限於此。
實施例1水蔥莖杆活性炭的製備方法，步驟如下用水將水蔥莖杆洗淨，以除去泥土和其它雜質；然後在105℃的溫度下烘乾。將乾燥的秸杆用粉碎機粉碎至0.5mm，將水蔥莖杆粉與50％(v/v)的磷酸以1∶2的質量比混合浸泡，浸泡時間為7小時；將用磷酸浸泡後的水蔥莖杆粉在馬福爐中以3～5℃/min的速率升溫到400℃進行炭化和活化，保溫時間90分鐘，既得活性炭，用水洗滌活性炭，回收磷酸；再用水洗滌活性炭至pH＝6.5，瀝乾，並於105℃條件下烘乾。
實施例2水蔥莖杆活性炭的製備方法，步驟如下用水將水蔥莖杆洗淨，以除去泥土和其它雜質；然後放在35℃的地方晾乾。將乾燥的秸杆用粉碎機粉碎至1mm，將水蔥莖杆粉與60％(v/v)的磷酸以1∶3的質量比混合浸泡，浸泡時間為7小時；將用磷酸浸泡後的水蔥莖杆粉在馬福爐中以3～5℃/min的速率升溫到550℃溫度進行炭化和活化，保溫時間60分鐘，既得活性炭，用水洗滌活性炭，回收磷酸；再用水洗滌活性炭至pH＝7，瀝乾，並於110℃條件下烘乾。
實施例3水蔥莖杆活性炭的製備方法，步驟如下用水將水蔥莖杆洗淨，以除去泥土和其它雜質；然後放在30℃的地方晾乾。將乾燥的秸杆用粉碎機粉碎至1.5mm，將水蔥莖杆粉與50％(v/v)的磷酸以1∶2.5的質量比混合浸泡，浸泡時間為8小時；將用磷酸浸泡後的水蔥莖杆粉在馬福爐中以3～5℃/min的速率升溫到450℃溫度進行炭化和活化，時間70分鐘，既得活性炭，用水洗滌活性炭，回收磷酸；再用水洗滌活性炭至pH＝7，瀝乾，並於105℃條件下烘乾。
權利要求
1.一種水蔥莖杆活性炭的製備方法，步驟如下(1)將水蔥莖杆洗淨，晾乾或烘乾；(2)將烘乾後的水蔥莖杆粉碎，得水蔥莖杆粉；(3)將水蔥莖杆粉與30～60％v/v的磷酸以1∶2～3的質量比混合浸泡，浸泡時間為6-8小時；(4)將步驟(3)浸泡後的水蔥莖杆粉進行炭化和活化；(5)將進行炭化和活化後的水蔥莖杆粉用水洗滌，烘乾即得到活性炭。
2.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(1)中的晾乾溫度為10℃～35℃。
3.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(1)中的烘乾溫度為90℃～120℃。
4.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中的粉碎粒徑為0.5～1.5mm。
5.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(4)中的炭化和活化條件為馬福爐升溫速率3～5℃/min升溫至溫度400～550℃，保溫時間60～90分鐘。
6.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(5)中的水洗滌，是先用水粗洗回收磷酸，然後再用水洗滌至pH＝6～7。
7.如權利要求1所述的水蔥莖杆活性炭的製備方法，其特徵在於，步驟(5)中烘乾溫度為90℃～120℃。
全文摘要
本發明涉及一種水蔥莖杆活性炭的製備方法。步驟為將水蔥莖杆洗淨晾乾或烘乾，粉碎，將水蔥莖杆粉與30～60％v/v的磷酸以1∶2～3的質量比混合浸泡，浸泡時間為6－8小時，將浸泡後的水蔥莖杆粉進行炭化和活化，然後用水洗滌，烘乾即得到活性炭。本發明原料獲取容易，充分利用了溼地植物秸杆，製作工藝簡單、經濟、環保。
文檔編號C01B31/00GK101070155SQ20071001567
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月8日 優先權日2007年6月8日
發明者李燕, 張建, 張成祿, 史倩倩 申請人:山東大學