[发明专利]甘蔗叶和甘蔗皮活性炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备，具体是一种利用甘蔗叶和甘蔗皮为原料制备活性炭的方法。

背景技术

活性炭具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团、巨大的比表面积以及很强的吸附能力，而且物理和化学性质稳定、具有一定的机械强度、不溶于水和有机溶剂，因此广泛用于化工、环保、食品、医药、军工等领域。

目前，活性炭制备主要以木材、褐煤、沥青等为原料经活化制得。由于木材成本高，资源有限；煤质活性炭种类多，价格低，其原料为不可再生资源，且存在灰分高、杂质多等缺陷。因此，利用新的原材料如秸秆、果壳等制备活性炭是该领域的发展趋势，不仅可以满足日益增长的活性炭市场需求，同时还可解决大量农业废弃物焚烧带来的资源浪费和空气污染等问题。但是大部分农林废弃物制备活性炭时存在能耗高、吸附性能差、得率低等缺陷，不易于实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用甘蔗叶和甘蔗皮为原料制备活性炭的方法，该制备方法简单，成本低，能耗低；所制得的活性炭具有得率高、吸附性能好的特点。

本发明一种甘蔗叶和甘蔗皮活性炭的制备方法，包括如下步骤：

（1）将甘蔗叶和甘蔗皮清洗去除表面尘土杂物，在40~80℃下烘干，再粉碎，粉碎粒度为8~200目； 

（2）将步骤（1）所得原料在活化液中浸泡，浸泡时间为1~100h，活化液与原料的质量比为1~12:1；浸泡后在温度为300~1000℃下活化、活化时间为10~200min；

所述活化液由活化剂与添加剂按重量比为40~200︰1，混合制成总质量浓度为30~50 wt%的混合液；

所述活化剂由磷酸二氢铵、磷酸氢铵、磷酸铵、乙酸铵和硫酸铵中的一种或两种以上，按相同重量比混合制成；

所述添加剂由硝酸镍、硝酸铈、硝酸铜和硝酸镧中的一种或两种以上，按相同重量比混合制成；

（3）将步骤（2）所得的活化后的原料用清水漂洗至PH值为5.0~9.0，同时回收废弃液；

（4）将步骤（3）所得原料在40~200℃烘干，烘干时间为20~600min，即得活性炭。

本发明的积极效果是：用该方法制备活性炭，不仅有大量的较稳定的原料来源，还可降低10~35%的能耗、节约27.3%～85.8%的用水量，产品的成品率和吸附性能高，其中，碘吸附值为国家木质净水用活性炭一级品标准的1.2~1.9倍，具有非常广阔的工业化应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例1

将甘蔗叶和甘蔗皮清洗去除表面尘土杂物，在60℃烘干，再粉碎至60目；再将原料在由磷酸氢铵与硝酸镍，按重量比为100︰1，混合制成总质量浓度为40 wt%的活化液中浸泡，浸泡时间为20 h，活化液与原料的质量比为5:1；浸泡后置于马弗炉中，在690℃下活化65min；活化后的原料用清水漂洗至pH值为7.0，同时回收废弃液；最后将所得原料在105℃烘干，烘干时间为120min，即得活性炭。制得活性炭的得率为36.3%，测定碘吸附值为1283.47mg/g，为国家木质净水用活性炭一级品标准的1.3倍。

实施例2

将甘蔗叶和甘蔗皮清洗去除表面尘土杂物，在70℃烘干，再粉碎至100目；再将原料在由磷酸氢铵与硝酸镍、硝酸铈混合添加剂，按重量比为90︰1，混合制成总质量浓度为40 wt%的活化液中浸泡，浸泡时间为10 h，活化液与原料的质量比为4:1；浸泡后置于马弗炉中，在600℃下活化60min；活化后的原料用清水漂洗至pH值为7.0，同时回收废弃液；最后将所得原料在105℃烘干，烘干时间为100min，即得活性炭。制得活性炭的得率为37.7%，测定碘吸附值为1634.63mg/g，为国家木质净水用活性炭一级品标准的1.6倍。

实施例3

将甘蔗叶和甘蔗皮清洗去除表面尘土杂物，在70℃烘干，再粉碎至60目；再将原料在由磷酸二氢铵:乙酸铵＝1:1的混合液与硝酸镧，按重量比为80︰1，混合制成总质量浓度为45 wt%的活化液中浸泡，浸泡时间为20 h，活化液与原料的质量比为5:1；浸泡后置于马弗炉中，在650℃下活化65min；活化后的原料用清水漂洗至pH值为7.0，同时回收废弃液；最后将所得原料在105℃烘干，烘干时间为120min，即得活性炭。制得活性炭的得率为34.1%，测定碘吸附值为1525.06mg/g，为国家木质净水用活性炭一级品标准的1.5倍。