[发明专利]一种活性炭的制备方法及应用

说明书

本发明属于活性炭制备技术领域，本发明涉及一种活性炭的制备方法及应用。具体步骤为：1)将食用菌木屑菌棒清洗过滤杂质后干燥，然后置于HF和HCl混合液中进行处理，将处理后的食用菌木屑菌棒洗涤、干燥处理；2)将干燥后的食用菌木屑菌棒研磨，然后与化学活化剂混合、煅烧；3)煅烧后的食用菌木屑菌棒置于HCl溶液中，取出洗涤干燥得到活性炭。具有高比表面积，同时具备微孔和介孔性质。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种活性炭的制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

以生物质为炭源制备的活性炭具有原料来源丰富，环境友好，价格低廉等优势，因此引起了工业界与学术界的广泛关注。目前以生物质为前驱体制备活性炭的技术，大部分是将生物体整体直接碳化，由于生物体中各成分的最优碳化工艺不尽相同，而且有些生物大分子以连续相存在，碳化后形成致密结构掩盖了其中分散相高比表面积的特点(例如竹材中木质素的存在降低了其中纤维素纤维的比表面积)，因此生物体整体直接碳化的工艺在碳收率、能耗、产物性能等方面仍然有待改进。

截至2015年，全国食用菌工厂化生产企业626家，产量183万吨。正常使用后的废弃菌包约为6000吨，大多被焚烧、丢弃，不仅浪费了资源，更污染了环境。废菌棒主要成分为食用菌生长过程中未完全利用的有机质及残留的菌丝体，仍含有大量的 C、N等元素，可粗粉碎后堆制发酵做堆肥，是一种高效有机肥。但是还是会造成浪费。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种活性炭的制备方法及应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种活性炭的制备方法，具体步骤为：

1)将食用菌木屑菌棒清洗过滤杂质后干燥，然后置于HF和HCl混合液中进行处理，将处理后的食用菌木屑菌棒洗涤、干燥处理；

2)将干燥后的食用菌木屑菌棒研磨，然后与化学活化剂混合、煅烧；

3)煅烧后的食用菌木屑菌棒置于HCl溶液中，取出洗涤干燥得到活性炭。

先将食用菌木屑菌棒清洗过滤杂质，目的在于去除菌棒中的可溶性杂质。

将食用菌木屑菌棒在HF和HCl混合液中进行浸泡，HF可以去除木屑中的硅元素，HCl可以破坏真菌结构及纤维素。

清洗后与化学活化剂进行混合，再进行煅烧，化学活化剂的作用是催化活化，增加活性炭比表面积，催化发育形成更加发达的孔隙结构。

煅烧的过程促进形成具有微孔和介孔的活性炭。

煅烧后置于HCl溶液中，在于对煅烧中富集在活性炭表面的杂质进行去除，形成更多的孔隙结构。

得到的活性炭相比于现有的活性炭，具有纳米纤维的形貌，其宽度为20～80nm 之间，长度约为100nm。并且这种真菌基活性炭纳米纤维具有高比表面积(2000m²g^-1)，同时具备微孔和介孔性质。

在本发明的一些实施方式中，食用菌木屑菌棒选自木耳、蘑菇、香菇、草菇等真菌栽培后得到的木屑菌棒，菌包的主要成分为阔叶性的木屑。因为阔叶性的木屑木质相对来说比较松软些，有助于菌丝的分解和吸收。

真菌繁殖过的木屑，纤维素和木质素可以被严重破坏，更加疏松柔软，有利于活性炭孔隙的发育，表现出更高的比表面积。

在本发明的一些实施方式中，步骤1)中未处理的食用菌木屑棒先进行清洗后干燥的温度小于等于120℃，干燥的时间为10-14h；优选为100-110℃，干燥的时间为12h。