一種改性活性炭及其製備方法與流程
2023-07-18 20:32:31 1
本發明涉及一種改性活性炭及其製備方法，屬於材料製備領域。
背景技術：
近年來，生活消費不斷增長，椰子相關產品數以萬計，每年的廢棄椰殼達到上千萬噸，一般採用焚燒、填埋或者堆放等方式來處理這些廢棄椰殼。不僅需要投入大量的人力物力，而且也造成了資源的浪費和環境的汙染。
活性炭有很強的物理吸附和化學吸附功能，其吸附性能在很大程度上決定於其孔結構特徵。活性炭孔隙分布呈三分散型，即大孔、中孔和微孔均佔一定比例。隨著社會對專用吸附劑的需求增加，因此對孔徑進行有效的控制就成了炭材料研究者所追求的目標。
目前活性炭基本由木材，煤炭，或石油半成品製成，成本消耗大，製備過程複雜，不利於環境可持續發展。如何利用廢棄物製造活性炭，在一定程度上使廢棄物得到了循環利用，對資源綜合利用效率具有重要意義。
技術實現要素：
本發明的實施例提供一種改性活性炭及其製備方法，通過添加造孔劑，增加活性炭的微孔間隙，加強吸附效果，同時使用天然椰殼為主要原材料，節約能源，保護生態環境。
為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：
一種改性活性炭，其特徵在於，由下列重量份的原料製成：椰殼60-80份，樹脂20-80份，造孔劑1-10份，矽酸鈉5-10份。
進一步的，所述改性活性炭由下列重量份的原料製成：椰殼65-70份，樹脂30-60份，造孔劑5-8份，矽酸鈉5-8份。
進一步的，所述樹脂是酚醛樹脂，糠醇樹脂，聚丙烯腈樹脂的一種。
進一步的，所述造孔劑是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛中的一種。
本發明還提供一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於鹽水，乙醇，水中分別浸泡5-10小時後烘乾，得到烘乾混合物；
s2、在惰性氣體保護下，將所述烘乾混合物於溫度700-1100℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與樹脂、造孔劑、矽酸鈉混合，在60-150℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在惰性氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在500-1100℃炭化5-10小時，冷卻，得到改性活性炭。
進一步的，所述鹽水是質量比為5%-10%的鹽水。
進一步的，所述乙醇是體積濃度為30%-60%的乙醇。
進一步的，所述鹽水與椰殼體積比是10-15：1。
進一步的，所述乙醇與椰殼體積比是5-10：1。
進一步的，所述水與椰殼體積比是5-10：1。
進一步的，所述惰性氣體是氮氣或氦氣。
本發明實施例提供的一種改性活性炭及其製備方法，具有以下優點：
（1）生產原料來源豐富，工藝簡單可行，產出率高；（2）使用鹽水，乙醇，水對椰殼進行預處理，去掉可能存在的雜質，能夠得到純淨度高的活性炭產品；（3）本發明添加造孔劑，增大活性炭產品的微孔孔隙，吸附能力好。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
一種改性活性炭，由下列重量份的原料製成：椰殼60-65份，酚醛樹脂20-30份，聚乙二醇1-5份，矽酸鈉5-8份。
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為5%的鹽水、體積濃度為30%的乙醇和水中分別浸泡10小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度700℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在100℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在800℃炭化6小時，冷卻，得到改性活性炭。
實施例2
一種改性活性炭，由下列重量份的原料製成：椰殼60-65份，酚醛樹脂20-30份，聚乙二醇1-5份，矽酸鈉5-8份。
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為10%的鹽水，體積濃度為60%的乙醇，水中分別浸泡5小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度1100℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在150℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在1100℃炭化5小時，冷卻，得到改性活性炭。
實施例3
一種改性活性炭，由下列重量份的原料製成：椰殼65-70份，酚醛樹脂30-60份，聚乙二醇5-8份，矽酸鈉5-8份。
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為5%的鹽水，體積濃度為30%的乙醇，水中分別浸泡10小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度700℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在100℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在800℃炭化6小時，冷卻，得到改性活性炭。
實施例4
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為10%的鹽水，體積濃度為60%的乙醇，水中分別浸泡5小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度1100℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在150℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在1100℃炭化5小時，冷卻，得到改性活性炭。
實施例5
一種改性活性炭，由下列重量份的原料製成：椰殼70-80份，酚醛樹脂60-80份，聚乙二醇8-10份，矽酸鈉6-10份。
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為5%的鹽水，體積濃度為30%的乙醇，水中分別浸泡10小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度700℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在100℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在800℃炭化6小時，冷卻，得到改性活性炭。
實施例6
一種改性活性炭，由下列重量份的原料製成：椰殼70-80份，酚醛樹脂60-80份，聚乙二醇8-10份，矽酸鈉6-10份。
一種改性活性炭的製備方法，包括：
s1、將椰殼粉碎，置於質量濃度為10%的鹽水，體積濃度為60%的乙醇，水中分別浸泡5小時後烘乾；
s2、在氮氣保護下，於溫度1100℃下進行碳化，得到活性炭初級產物；
s3、將活性炭初級產物與酚醛樹脂、聚乙二醇、矽酸鈉混合，在150℃進行融合乾燥，得到改性活性炭半成品；
s4、在氮氣氣體保護下，將幹改性活性炭半成品在1100℃炭化5小時，冷卻，得到改性活性炭。