[发明专利]一种剑麻纤维基生物质活性炭及其制备方法和应用

说明书

本发明属于环境保护与环境污染治理技术领域，公开了一种剑麻纤维基生物质活性炭及其制备方法和应用，包括以下步骤：(1)用氢氧化钠溶液浸渍剑麻纤维，去除蜡质，用水洗涤，干燥；(2)将氯化铜、剑麻纤维加入水中，充分搅拌，浸渍；所述氯化铜与剑麻纤维质量比为4：1‑12：1；(3)浸渍后的纤维干燥后，在保护气氛下，于600℃‑900℃煅烧；(4)然后用盐酸溶液和水反复洗涤，干燥，即制得剑麻纤维基生物质活性炭。本发明采用一步炭化活化法，制备方法简单，成本低；制得的剑麻纤维基生物质活性炭具有较高的比表面积和发达的孔隙结构，对氯苯具有优异的吸附性能，氯苯吸附量高达744.41mg/g。

技术领域

本发明属于环境保护与环境污染治理技术领域，具体涉及一种高吸附性能活性炭的制备方法及应用。

背景技术

氯苯类挥发性有机物(CB)是含氯挥发性有机化合物(CVOCs)中的一类以氯代苯环为主要结构的有机化合物，通过垃圾焚烧、石油化工等多种工业过程释放到大气中。造成臭氧层破坏与光化学烟雾，且很难被生物降解,部分对人体具有很强的“三致”效应。吸附技术是目前最有效且经济安全的技术。该项技术的核心是高效吸附剂。在众多吸附剂中，多孔炭材料由于其易制备,生产成本低，再生耗能低，孔隙结构可调，良好的稳定性和疏水性等优点，被视为最有应用前景的固体气体吸附剂。

活性炭具有高比表面积，发达的孔隙结构，良好的吸附能力，是一种环境友好的吸附净化材料，在环境保护、污染治理、储能等诸多领域有着广泛的应用，是国民经济不可或缺的产品。生物质炭是碳质吸附剂家族中的重要一员，它可以一定程度上解决传统活性炭吸附量小，生产过程中的污染问题等缺点。

剑麻纤维作为一种农产品，具有价格低廉，可再生等优点，以其作为生物质活性炭的原料，可以实现有效的资源利用。通过热解得到的生物质活性炭可以作为挥发性有机污染物氯苯的传输通道，通过化学活化，可以在其表面刻蚀出0-5nm的孔道，成为氯苯的有效吸附位点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剑麻纤维基生物质活性炭的制备方法，方法简单、活化方式温和，对设备没有腐蚀作用，且制备的活性炭具有优异的吸附性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种剑麻纤维基生物质活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)用氢氧化钠溶液浸渍剑麻纤维，去除蜡质，用水洗涤，干燥；

(2)将氯化铜、剑麻纤维加入水中，充分搅拌，浸渍；所述氯化铜与剑麻纤维质量比为4：1-12：1；

(3)浸渍后的纤维干燥后，在保护气氛下，于600℃-900℃煅烧；

(4)然后用盐酸溶液和水反复洗涤，干燥，即制得剑麻纤维基生物质活性炭。

优选地，所述氯化铜与剑麻纤维质量比为8：1-10：1。

优选地，所述煅烧时间为1～5h。

优选地，所述煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。

优选地，步骤2)中浸渍时间为10h-24h。

优选地，步骤1)中氢氧化钠溶液质量分数为2％-5％。

优选地，所述步骤3)中升温速率为5℃/min。

优选地，步骤1)、3)中干燥温度为80℃-100℃；步骤4)中干燥温度为80-120℃，盐酸溶液浓度为0.5～5mol/L。

上述方法制得的剑麻纤维基生物质活性炭在吸附氯苯中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)剑麻纤维是一种富含碳元素的特殊结构的生物大分子物质，特别适合用于制备多孔生物质炭吸附剂材料，并用于气体的吸附富集。