[发明专利]一种醇钾活化剂制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明属于炭吸附材料领域，具体涉及一种以醇钾为活化剂制备活性炭的方法。 

背景技术

活性炭是一种含碳物质的颗粒和粉末，主要是生物有机物质(如煤、石油、沥青、木屑、果壳等)经炭化和活化得到的疏水性吸附剂。由于活性炭具有发达的孔结构和巨大的比表面积，它具有吸附、催化作用，物质在其孔隙内积聚，并保持物理、化学的稳定性等特征。可以在广泛的pH值范围内与多种溶剂在高温高压下使用。目前，活性炭已广泛应用于环境保护、化学工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域，是国民经济和国防建设以及人们日常生活必不可少的产品。但是，传统化学法制备活性炭以强酸(H₂SO₄、H₃PO₄)，强碱(KOH、NaOH)，ZnCl₂等为活化剂，其对环境污染大、对设备腐蚀严重、活化剂用量大、成本高等。因此，开发寻找一种环境友好的活性炭制备工艺成为目前人们研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以醇钾为活化剂制备活性炭的方法，采用该方法制备的活性炭比表面积在1860~2300m²/g，碘吸附值在1150~1535mg/g。该方法制备活性炭，活化剂用量小，对环境友好、对设备要求简单。避免了传统化学法制备活性炭以强酸(H₂SO₄、H₃PO₄)、强碱(KOH、NaOH）、ZnCl₂等为活化剂，对设备腐蚀严重、对环境污染大等问题。该技术研究具有显著的经济和社会效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种以醇钾为活化剂制备活性炭的方法，包括以下步骤：

将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1-2mm的原料，并烘干至恒重；取20~50g烘干原料转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以10-20℃/min的速率升温至300-400℃，并保温30~60min后，自然冷却至室温，取出与活化剂充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以5~10℃/min的速率升温至600-800℃，并保温60-120min后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入盐酸水溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭。

烘干原料和活化剂的质量比为20:1~10:1。

所述的醇钾为叔丁醇钾。

本发明的显著优点在于：采用该方法制备的活性炭，活化剂用量少，对环境友好、对设备要求简单，所制得的活性炭比表面积在1860~2300m²/g，碘吸附值在1150~1535mg/g。采用该方法制备活性炭避免了传统化学法制备活性炭以强酸(H₂SO₄、H₃PO₄)，强碱(KOH、NaOH），ZnCl₂等为活化剂，对设备腐蚀严重、对环境污染大等问题。该技术的成功具有显著的经济和社会效益。

附图说明

图1是活性炭的吸附等温线图。

图2是活性炭的孔径分别图。

具体实施方式

实施例1

将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1-2mm的原料，并烘干至恒重；取20g转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以10℃/min的速率升温至400℃，并保温30min后，自然冷却至室温，取出与叔丁醇钾 (质量比，烘干原料: 叔丁醇钾=10:1)充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以10℃/min的速率升温至600℃，并保温120min后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入盐酸水溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭。所制得的活性炭比表面积在1952m²/g，碘吸附值在1198mg/g。

实施例2