[发明专利]用黄芪废渣制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用黄芪废渣制备活性炭的方法。

背景技术

活性炭是一种具有特殊微晶结构、发达孔隙结构、巨大比表面积和较强吸附能力的含碳材料，广泛应用于各种行业。而由煤炭、木材等为原料制备的活性炭成本过高，限制了其使用，因此，拓宽活性炭的原料来源成为研究活性炭的新趋势。我国作为中药生产大国，每年产生大量的中药渣，其常见资源化途径是用作肥料、饲料和生产食用菌的原材料，经济附加值较低。

由于中药药渣含有大量的粗纤维、粗脂肪、淀粉、多糖、蛋白、氨基酸及微量元素等,且含碳量较高，这些正是制备活性炭的最好原料，具有很大的开发价值。因此，以中药渣为原料，将其制备成活性炭，不仅可以提高中药渣自身附加值，减少坏境污染，同时也拓宽活性炭生产的原料来源，为中药渣的资源化利用开辟了新途径。基于此，本发明以黄芪药渣为原料，确定适宜的制备工艺条件来制成性能优良的活性炭。

发明内容

本发明的目的是提供一种用黄芪废渣制备活性炭的方法，能够拓宽活性炭生产的原料来源，为中药渣的资源化利用开辟新途径。

一种用黄芪废渣制备活性炭的方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)黄芪废渣预处理：

将黄芪废渣原料洗净、烘干、粉碎，过40目筛，备用；

(2)氢氧化钾溶液浸渍：

将预处理后的黄芪废渣，用质量浓度为30％～饱和的氢氧化钾溶液在室温下浸渍至少24h，其浸渍比即黄芪废渣质量：氢氧化钾溶液体积为1:3-1:12；

(3)一步炭化：

将浸渍好的黄芪废渣放入加热炉中，升温至400-900℃，进行一步炭化，炭化活化时间为15-90min；

(4)酸洗、水洗：

将得到的碳化物冷却至室温，用盐酸溶液酸洗后，用蒸馏水洗涤，直至pH值在中性范围；

(5)干燥、研磨：

将得到的产物烘干，研磨后，即得活性炭成品。

步骤(1)中烘干具体是指在80℃下干燥12h。

步骤(3)中加热炉采用马弗炉。

步骤(4)中中性范围是指pH值为6～7。

步骤(4)中采用0.1mol/L的盐酸溶液。

步骤(5)中研磨后过40目筛。

本发明方法以黄芪废渣为原料，采用化学活化法将其制备成活性炭，减少坏境污染，拓宽活性炭生产的原料来源，为中药渣的资源化利用开辟新途径。本发明方法以中药渣为原料，采用氢氧化钾活化法制备活性炭不仅可利用这些含碳废弃物，又可解决环境污染问题，同时也拓宽了活性炭生产的原料来源。

具体实施方式

实施例1：

1、黄芪废渣的预处理：

将药厂以水提黄芪多糖后的黄芪废渣原料洗净、80℃下干燥12h、粉碎，过40目筛(以消除粒径对实验结果的影响)，装瓶备用；

2、活性炭的制备：

(1)称取10g粉碎好的黄芪废渣原料，加入100ml饱和氢氧化钾溶液，充分搅拌混匀，于室温下浸渍24h；

(2)将浸渍好的料液放入马弗炉中，从室温以10℃/min的升温速率升至750℃的活化温度，然后恒温活化45min；

(3)将活化好的样品从马弗炉中取出，冷却至室温后，用0.1mol/L的盐酸浸泡30min后，再用蒸馏水反复洗涤，直至pH值在6～7范围；

(4)将洗涤好的样品放入110℃电热鼓风干燥箱中，干燥12h，在干燥器中冷却后，称产品的重量；留待备用。

本发明方法以黄芪废渣为原料,单因素实验为基础，采用碱金属氢氧化物活化法制备活性炭,考察了活化剂的浓度(30％、50％、70％、80％及饱和溶液),原材料与活化剂的配比(1:3、1:5、1:8、1:10及1:12),活化温度(400、600、700、800及900℃)和活化时间(15、30、45、60及90min)等因素对活性炭的影响，最终确立了制备活性炭最佳的工艺方法和工艺条件。

通过氢氧化钾溶液浸渍法获得最佳工艺条件为：料液比为1:10、活化温度为750℃、活化时间为45min、氢氧化钾质量分数为饱和溶液。按GB/T7702.7-2008规定的方法，测得本条件下制备活性炭产品的碘值及亚甲基蓝值分别为856mg/g、118.54mg/g，表明其具有较好的吸附能力。