[发明专利]红蓼秸杆活性炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于废水的深度处理和净化工艺中活性炭的制备方法，具体地说是用水生植物红蓼的秸杆制备水处理工艺中所需要的活性炭。

背景技术

目前制备活性炭的原料有很多，如木材、煤类等，虽然制得活性炭性能还比较理想，但随着社会环保意识的增强，人们逐渐认识到用木材制备活性炭不利于生态环境的保护，国家也对自然林采取禁伐措施使得木材的来源萎缩；而煤类属于不可再生资源，并且制备过程易形成二次污染。而果壳、废旧塑料、污泥等原料制得的活性炭性能不高，其中果壳类虽然被普遍认为是制备活性炭的较佳原料，但我国果壳资源十分有限，且不易集中、贮存，价格较贵。在此形势下，以大量存在而需处理的的植物秸杆为原料，利用切实可行的新工艺，制备活性炭具有重大的前途和意义。水生植物红蓼在湿地生长普遍，原料充足易得，红蓼秸杆作为废弃物急需进一步开发利用。

发明内容

针对现有技术中原料匮乏以及容易污染环境的不足，本发明提供了一种红蓼秸杆活性炭的制备方法，所得活性炭产品质量稳定，充分利用湿地植物，原料获取容易，制作工艺简单、经济、环保。

一种红蓼秸杆活性炭的制备方法，步骤如下：

(1)将红蓼秸杆洗净，晾干或烘干；

(2)将晾干或烘干后的红蓼秸杆粉碎，得红蓼秸杆粉；

(3)将红蓼秸杆粉与浓度50％～70％(v/v)的磷酸以1∶1.5～4的体积比混合浸泡，浸泡时间为3～6小时；

(4)将磷酸浸泡后的红蓼秸杆粉进行炭化和活化；

(5)将进行炭化和活化后的红蓼秸杆粉用水洗涤，烘干即得到活性炭。

优选的，步骤(1)中的晾干温度为15℃～35℃。

优选的，步骤(1)中的烘干温度为90℃～120℃。

优选的，步骤(2)中的最佳粉碎粒径为90～100目。

优选的，步骤(4)中的炭化和活化条件为在马福炉中以3～5℃/min的升温速度升温至400～550℃温度下恒温70～110min或在微波炉功率1000W～1500W的条件下，以氮气为保护气进行微波辐射，辐射10～30分钟。

优选的，步骤(5)中的水洗涤，是先用水粗洗回收磷酸，然后再用水洗涤至pH＝5.5～6.5。

优选的，步骤(5)中烘干温度为90℃～120℃。

本发明的优良效果如下：

1.红蓼为湿地植物，它的秸杆内自然孔隙较多，用红蓼秸杆制备的活性炭比表面积、孔容大，吸附能力强。

2.红蓼在湿地生长普遍，原料充足易得、价格低廉，用于制备活性炭成本低。

3.红蓼秸杆含碳率高且绿色无毒，在制备活性炭的过程中，不会造成环境污染。

4.红蓼秸杆用于活性炭的制备实际是废物利用的过程，利于环境保护。本发明制备工艺简单、经济、环保，符合循环经济发展的需要，具有良好的工业应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1：红蓼秸杆活性炭的制备方法，步骤如下：

用水将红蓼秸杆洗净，以除去泥土和其它杂质；然后在105℃的温度下烘干。将干燥的秸杆用粉碎机粉碎至90目，将红蓼秸杆粉与体积分数为50％的磷酸以1∶2的体积混合浸泡，浸泡时间为6小时；将用磷酸浸泡后的红蓼秸杆粉在马福炉中以5℃/min的升温速度升温至400℃，在此温度下恒温110min进行炭化和活化，既得活性炭，用水洗涤活性炭，回收磷酸；再用水洗涤活性炭至pH＝5，沥干，并于105℃条件下烘干。

实施例2：红蓼秸杆活性炭的制备方法，步骤如下：

用水将红蓼秸杆洗净，以除去泥土和其它杂质；然后放在25℃的地方晾干。将干燥的秸杆用粉碎机粉碎至100目，将红蓼秸杆粉与体积分数为65％的磷酸以1∶3的体积混合浸泡，浸泡时间为3小时；将用磷酸浸泡后的红蓼秸杆粉在微波炉功率为1500W的条件下，以氮气为保护气进行微波辐射，辐射10分钟进行炭化和活化，既得活性炭，用水洗涤活性炭，回收磷酸；再用水洗涤活性炭至pH＝6，沥干，并于90℃条件下烘干。

实施例3：红蓼秸杆活性炭的制备方法，步骤如下：

用水将红蓼秸杆洗净，以除去泥土和其它杂质；然后放在35℃的地方晾干。将干燥的秸杆用粉碎机粉碎至95目，将红蓼秸杆粉与体积分数为60％的磷酸以1∶4的体积混合浸泡，浸泡时间为5小时；将用磷酸浸泡后的红蓼秸杆粉在马福炉中以3℃/min的升温速度升温至550℃，在此温度下恒温90min进行炭化和活化，既得活性炭，用水洗涤活性炭，回收磷酸；再用水洗涤活性炭至pH＝6.5，沥干，并于110℃条件下烘干。