[发明专利]一种松鳞基活性炭及其纳米复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种松鳞基活性炭的制备方法，包括以下步骤：S1预处理：将松鳞经过乙醇清洗后，烘干后研磨破碎；S2碱处理：将步骤S1中预处理后松鳞粉末置于氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中浸泡10‑20h后过滤；S3煅烧：将步骤S2中碱处理后的松鳞粉末于600～800℃煅烧3～6h，煅烧后的粉末经过蒸馏水冲洗后烘干，得松鳞基生物质活性炭；S4酸处理：按每100ml酸溶剂加入2～6g松鳞基生物质活性炭的比例，将步骤S3中的松鳞基生物质活性炭浸泡在酸溶剂内，于60～90℃下中搅拌4～6h，水洗至中性，烘干得多孔性松鳞基生物质活性炭。本发明利用原位生长技术在生物质活性炭表面原位构造纳米氧化铝，制备得到吸附材料；具有原材料绿色环保无污染，工艺简单，成本较低且实用价值高等优势。

技术领域

本发明涉及吸附剂制备技术领域，具体涉及一种松鳞基活性炭及其纳米复合材料的制备方法。

背景技术

炭材料具有疏松的内部空隙结构，是一种性能优良的吸附剂，可以广泛应用于食品加工、制药、化工和环保等技术领域。相对于合成炭材料，生物质炭材料原料易得、成本低廉，更具有实际应用价值。目前国内外活性炭的市场需求非常大。而国内制备活性炭的原材料主要是不可再生的和价格昂贵原材料，如煤和木材等，使得活性炭的生产成本较高。我国东北和云南等地区有大量的松树林，每年采伐松树利用的是木质部，而表面的松树鳞(也即松树外皮)多用于堆肥，未能得到充分开发利用。以其为原料制备的活性炭，可以预期不仅具有发达孔道结构，还具有丰富的含氮功能基团。目前尚没有采用松鳞制备活性炭的研究报道。

目前挥发性有机物(VOCs)已经成为了一类非常重要的环境污染物，对于我们的生活环境、身体健康造成了严重的威胁。适合我国国情的VOCs检测的几个方法中常采用的是固体吸附/热脱附GC-MS方法，在热环境下释放挥发性有机物，采用二次热解析-气相色谱质谱联用法(TD-GC-MS)对释放出的挥发性有机物进行定性和定量分析，从而研究了在热环境下挥发出的有机物的浓度水平。这是目前企业所用的最常见的一种检测方式，但所用的Tenax管具有：使用温度可达350℃，良好的疏水性，老化后基线稳定等优点，虽然其吸附性能优异，但其价格昂贵，因此急需研发一种价格低廉、吸附效率高、吸附容量大的吸附剂。

发明内容：

本发明目的是提供了一种松鳞基活性炭及其纳米复合材料的制备方法，要解决现有技术中存在的至少一个技术问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种松鳞基活性炭的制备方法，包括以下步骤：

S1预处理：将松鳞经过乙醇清洗后，80-100℃烘干6-12h后研磨破碎，得到干燥的预处理松鳞粉末；

S2碱处理：将所述步骤S1中预处理后的松鳞粉末置于氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中浸泡10-20h后过滤；

S3煅烧：将所述步骤S2中碱处理后的松鳞粉末于600～800℃煅烧3～6h，煅烧后的粉末经过蒸馏水冲洗后烘干，得到松鳞基生物质活性炭；

S4酸处理：按照每100ml酸溶剂加入2～6g松鳞基生物质活性炭的比例，将所述步骤S3中获得的松鳞基生物质活性炭浸泡在酸溶剂内，并置于60～90℃下中搅拌4～6h，然后取出水洗至中性，最后烘干得到多孔性松鳞基生物质活性炭。

所述S2碱处理步骤中，氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中氢氧化钠和碳酸钠的重量比为1：1，所加入的松鳞粉末与混合溶液的体积比为1：2。

所述步骤S4中，酸溶剂为盐酸或硝酸中的一种或两种溶液的组合。

所述步骤S4中，酸溶剂为盐酸与硝酸按1：1～1：3比例混合后的混酸溶液。

所述步骤S4中，盐酸为12-14mol/L，硝酸为8-10mol/L。

所述步骤S4中，将酸处理后水洗的松鳞粉末置于50～80℃下烘干6～12h。