[发明专利]一种植物基活性炭及其制备方法和应用

说明书

本发明一种植物基活性炭及其制备方法和应用，所述植物基活性炭的制备方法包括将预处理植物原料在保护气体氛围下，调节升温速率、炭化温度，保温，得到所述植物基活性炭。所述植物基活性炭的微观结构为长管状，管道内部具有丰富的孔径结构，其比表面积较大，吸附抗生素性能好，尤其是超低浓度的抗生素吸附性能优异，可用于吸附抗生素污染物。本发明选取的植物是自然界常见的植物，分布领域广，可大规模制备，制备方法简单，不需要复杂设备，不涉及使用价格昂贵的反应物，成本低廉，制备的植物基活性炭用于吸附方面，可拓展吸附材料的制备方法与应用领域。

技术领域

本发明属于绿色环保材料的制备领域，尤其是涉及一种植物基活性炭及其制备方法和应用。

背景技术

活性炭是一种重要的多孔材料，因其具有巨大的比表面积和发达的孔径结构、且物理化学性质稳定、机械强度高、来源丰富、当吸附达到饱和状态后容易再生、对于吸附装置没有腐蚀性等特点，是一种应用广泛且经济性良好的吸附剂。被广泛应用于食品工业、化学工业、环保等领域。自上个世纪初问世以来，活性炭一直作为典型的吸附剂被应用于废水和废气处理工艺中。传统的商业活性炭一般以矿物类为原料，尤其是煤基活性炭，在生产中应用广泛。但煤矿资源不可再生。

现有技术中活性炭材料有生物材料、复合物材料等，其中植物基活性炭因其廉价易得环保经济的优点，被认为是处理水环境污染的最具潜力的选择。植物材料是地球上来源最为丰富、产量最大的材料，且可循环再生，因此具有良好的发展前景。

植物基活性炭具有大比表面积和丰富的孔道结构，因此植物活性炭具有良好的吸附作用，在去除水环境中污染物方面有巨大潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种植物基活性炭及其制备方法和应用。

本发明还提供了所述植物基活性炭的制备方法，包括将植物原料在保护气体氛围下，炭化，得到所述植物基活性炭。

优选地，所述植物原料经过预处理，所述预处理包括将植物原料用无水乙醇浸泡0.5～2h，再用去离子水清洗，在55～65℃干燥1～3小时。

所述的植物原料为芒草、瓜尔豆胶、莲蓬中的任意一种。

优选地，所述保护气体为氩气、氮气或氦气中至少一种，优选为氮气。

优选地，所述保护气体的纯度为95％～99.9％，优选为99.9％。

优选地，所述炭化条件为：以1～8℃/min升温至300～800℃，保温1-2h。

更优选地，所述炭化条件为：以2～3℃/min升温至700～800℃，保温1-2h。

进一步优选地，所述炭化条件为：以2℃/min速率升温至800℃，保温2h。

本发明提供一种植物基活性炭，采用上述任一项方法制备而成。

所述植物基活性炭的微观结构为长管状，管道内部具有丰富的孔径结构。

优选地，所述植物基活性炭的孔径为2～10μm，孔隙率为70％～80％。

进一步优选地，所述植物基活性炭的孔径为4μm，孔隙率为75％。

本发明还提供了植物基活性炭在吸附抗生素污染物方面的应用。

本发明还提供了一种吸附剂，用于抗生素污染物的吸附，包含上述任一项方法制备得到的植物基活性炭。

本发明还提供了上述植物基活性炭吸附抗生素污染物的方法，包括在含有抗生素的液体中加入所述的植物基活性炭，搅拌。