[发明专利]一种采用树木制备的活性炭及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种采用树木制备的活性炭及其制备方法和应用，属于化工技术领域。本发明的采用树木制备活性炭的方法，采用废弃杨木树枝为原材料，使用磷酸作为活化反应活化剂，经预处理、活化，得到采用树木制备的活性炭。该方法制备工艺简单，所需的活化温度较低；原料采用废弃的杨木树枝，具有变废为宝的意义。由上述方法制得的活性炭，比表面积高，内部具有发达的孔隙结构，具有良好的吸附性。将制得的活性炭作为吸附材料在污染治理方面应用时，能够良好的吸附性能，产生的污染小，后续处理方便。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种采用树木制备的活性炭及其制备方法和应用。

背景技术

我国活性炭产业起步于20世纪50年代，目前在产量、品种、质量和应用均有较大改善。在20世纪90年代以后，我国活性炭工业发展达到高峰，目前我国的活性炭产业已有初具规模的工业体系。

目前我国活性炭的制备方法主要有化学活化法和物理活化法两种。其中化学活化法又包括氯化锌法、氢氧化钾法和磷酸法三种，而物理活化法又包括水蒸气活化法和二氧化碳活化法两种。水蒸气活化法操作简单，成本低，后续处理方便，是制备活性炭最常用的方法。但是由于得到的活性炭比表面积不大，活化温度过高，因此常将水蒸气和二氧化碳活化方法结合使用。氯化锌法会产生氯气等有害物质，后续处理较为麻烦，且成本过高，污染性较强，目前较少使用。氢氧化钾法会反应产生碳酸钾和钾，对于后续污染的处理要求较高，并且氢氧化钾本身属于强碱，对于设备的要求也非常高，导致生产成本的增加，国外使用较多。相比较之下，磷酸法所需的活化温度较低、污染小、成本低，是活性炭制备工艺的主要发展方向。然而目前磷酸法制备的活性炭比表面积较低，性能不高，有必要对这种方法进行更进一步的研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用树木制备活性炭的方法，该制备方法工艺简单，成本低，污染小，实用性强，原料采用废弃的杨木树枝，具有变废为宝的意义；经本方法制得的活性炭具有包括介孔、微孔、大孔在内的发达的孔隙结构。将该活性炭应用于吸附材料时，具有优异的吸附性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种采用树木制备活性炭的方法，分为以下步骤：

1)将废弃杨木树枝经干燥、粉碎后得到杨木碎屑，将杨木碎屑和磷酸溶液按照1:5～1:3的浸渍体积比搅拌均匀后静置；

2)将上述反应体系进行活化；

3)将活化后的固体物质洗涤数次，干燥后得到采用树木制备的活性炭。

优选地，所用磷酸溶液的浓度为40％～60％。

优选地，搅拌采用磁力搅拌器。

优选地，静置的时间为12h。

优选地，活化的时间为3～5h。

优选地，活化的温度为500℃。

优选地，洗涤是用稀盐酸和去离子水依次洗涤3～5次。

优选地，干燥是在真空干燥箱中进行的。

本发明还公开了采用树木制备活性炭的方法所制备的活性炭，其比表面积为1020m².g^-1，平均孔径为3.01nm，总孔容为0.96cm³.g^-1。

本发明还公开了采用树木制备的活性炭作为吸附材料的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的采用树木制备活性炭的方法，采用废弃杨木树枝为原材料，使用磷酸作为活化反应活化剂，经预处理、活化，得到采用树木制备的活性炭。该方法制备工艺简单，所需的活化温度较低；原料采用废弃的杨木树枝，具有变废为宝的意义。