[发明专利]一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：1)农作物秸秆的破碎和炭化，得到炭化料；2)炭化料在氢氧化钠溶液中的浸泡；3)炭化料的第一次活化；4)炭化料的第二次活化，水洗、烘干、筛分。本发明以农业废弃物农作物秸秆为原料制备活性炭，得到的活性炭灰分含量低、比表面积大，其制备方法简单，不仅避免了农作物秸秆违规焚烧带来的资源浪费和环境污染问题，而且还有效解决了活性炭原材料短缺问题。

技术领域

本发明涉及一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法，属于活性炭制备技术领域。

背景技术

我国是一个农业大国，农副产品十分丰富。据统计，我国农作物秸秆总产量超过7亿吨，其中稻草类2.3亿吨，小麦秸秆1.2亿吨，玉米秸秆2.2亿吨，其他农作物2亿吨。然而，我国农作物秸秆的利用率却很低，仅占5％左右，其余的秸秆要么直接废弃，要么违规焚烧，不仅会造成资源浪费，而且还会带来环境污染问题。

活性炭具有发达的孔隙结构，比表面积大(1000～3000m2/g)，吸附能力强(对气体和溶液中的有机物、无机物、胶体颗粒等都有很强的吸附能力)，在国防、化工、石油、纺织、污水处理、室内装饰等领域均有广泛应用。其中，木质活性炭和其他种类的活性炭相比，纯度更高、灰分更低、比表面积更大、吸附性能更好，优点十分突出，应用前景广阔，但其原料来源有限。如果能够将农作物秸秆制作成木质活性炭，那么既可以节约资源，又可以制备出价值高、需求量大的活性炭产品。目前，已经有用农作物秸秆制作活性炭的工艺，但制备出的活性炭中的灰分含量超过了20％，比表面积却只有约600m2/g，根本无法满足实际使用要求。因此，有必要开发一种由农作物秸秆制备低灰分、高比表面积活性炭的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：

1)将农作物秸秆破碎成颗粒状，再进行炭化，得到炭化料；

2)将炭化料和氢氧化钠混合均匀，再加水分散，充分浸泡，过滤；

3)对步骤2)过滤得到的固体产物进行活化，再进行水洗；

4)将步骤3)的固体产物放入回转炉，通入水蒸气，进行活化，再水洗、烘干、筛分，得到活性炭成品。

步骤1)中炭化的温度为400～550℃，炭化时间为1～3h。

步骤1)所述的农作物秸秆为玉米秸秆、高粱秸秆、水稻秸秆中的至少一种。

步骤1)中农作物秸秆破碎成颗粒状后颗粒的粒径为1～10mm。

步骤2)所述的炭化料、氢氧化钠的质量比为1：(0.12～0.20)。

步骤2)中浸泡的时间为5～10h。

步骤3)中活化的温度为500～600℃，活化时间为0.5～2h。

步骤4)中活化的温度为800～950℃，活化时间为6.5～8.5h。

本发明的有益效果是：本发明以农业废弃物农作物秸秆为原料制备活性炭，得到的活性炭灰分含量低(≤5％)、比表面积大(>1000m2/g)，其制备方法简单，不仅避免了农作物秸秆违规焚烧带来的资源浪费和环境污染问题，而且还有效解决了活性炭原材料短缺问题。

具体实施方式

一种农作物秸秆制备低灰分高比表面积活性炭的方法，包括以下步骤：