[发明专利]一种由球拍边角料制备活性炭的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废弃物回收再利用技术领域，主要涉及一种球拍边角料中有用成分高效资源化利用的方法。

背景技术

活性炭主要是以木屑、各种果壳(椰子壳、杏壳、核桃壳等)、煤炭和石油焦等高含碳物质为原料，通过热化学加工而得到的具有发达的多孔结构、优异的吸附性能、良好的化学惰性和导电性等优点的炭质吸附材料，广泛应用于食品、制药、化工、环保、军事及突发化学污染事故救助等领域。因此，以球拍边角料为原料制备高性能活性炭产品，既提供了一种以绿色环保的方式处理球拍边角料的新途径，又能进一步增加企业的经济效益。

专利CN103253664B公开了一种制备活性炭的方法，该方法以可溶性酚醛树脂、糠醇树脂、聚丙烯腈、可溶性淀粉中的一种为炭前驱体聚合物和聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛中的一种为造孔剂，混合均匀后将活性炭原料加入其中进行浸渍处理，干燥后以微波烧结炉于氮气气氛下在500～1100℃下炭化0.5～24小时后，制备所得的活性炭产品不仅具有与原料活性炭相当的耐磨强度和微孔孔隙，并且比原料活性炭还增加了中孔孔隙，具有双孔径分布，比表面积大，耐磨强度高，可以满足特定条件的应用需求。专利CN106076259A公开了一种改性活性炭的方法，其包括以下步骤：a、氧化：用质量浓度为3％～5％的高锰酸钾溶液超声波震荡浸泡活性炭2.0～3.5h后，过滤，烘干备用；b、改性处理：将氧化后的活性炭加入到摩尔浓度为1.0～2.0mol/L的硝酸铁和氯化镁混合溶液中，于35～40℃超声波震荡浸泡9～11h，其中，硝酸铁与氯化镁的摩尔比为1∶0.5～2；c、干燥：将改性处理后的活性炭过滤，自然风干；d、在N₂保护下，煅烧后得到改性活性炭产品，虽然处理后的活性炭对甲醛的去除率高，但是工艺复杂，且能耗较高。专利CN104609421A公开了一种活性炭制备方法，包括以下步骤：(1)原料炭、活化剂KOH与活化助剂混合；(2)将步骤(1)得到的混合物料，于200～300℃下干燥脱水，再在惰性气体保护下，真空或高压条件下，以1～7℃/min的升温速度升温至活化温度600～850℃后，活化1～4h；(3)将步骤(2)得到的活化料在惰性气体保护下冷却至100℃以下，分别用水和盐酸洗涤至滤液为中性，然后在120～150℃下干燥，得到活性炭产品。

针对目前运动器材生产企业将大量球拍边角料废弃堆存的现状，本发明提出以球拍边角料为原料，分别在碳化助剂及活化助剂的作用下，实现高性能活性炭材料的高效制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种球拍边角料高效资源化利用的方法，该方法具有适应性强、工艺简单、操作方便、反应条件温和、产品附加值高等特点。

本发明一种由球拍边角料制备活性炭的方法，包括下述步骤：

(1)将球拍边角料破碎粉磨，使其过50～200目筛，然后分别按干基质量比将硝酸铜(0.5～2％)、硝酸锰(1～4％)、氯化铁(0.6～5％)、碳酸钠(2～6％)与球拍边角料混合均匀；

(2)将第(1)步所得的混合料在温度400～600℃下碳化0.5～3h后，冷却后得到球拍边角料碳化物，并将其破碎至过100目筛；

(3)将第(2)步所得的球拍边角料碳化物与活化剂以干基质量比1∶1～1∶4混合，混合物在氮气保护下于600～800℃下活化30～90min后冷却得到活化料；

(4)将第(3)步所得的活化料分别以0.2mol/L盐酸溶液及蒸馏水洗至中性，烘干后破碎，即得球拍边角料活性炭。

本发明中，需要将球拍边角料破碎粉磨，使其过50～200目筛。

本发明中，为使球拍边角料碳化充分，采用硝酸铜、硝酸锰、氯化铁、碳酸钠等作为碳化助剂对球拍边角料进行碳化预处理。

本发明中，活化过程需要在氮气保护下进行。

本发明中，活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氯化锌、氯化钙等产品中的一种。

本发明中，最终活性炭产品需要洗至中性，包装保存。

本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：

(1)本发明充分利用球拍边角料自身组成特点，实现球拍边角料中有用成分的综合利用并得到附加值较高的合格活性炭产品。

(2)本发明所提出的制备活性炭方法具有有用成分回收率高、工艺简单等特点。

(3)本发明所制备的活性炭材料可广泛应用于水处理过程中，在被用作廉价吸附剂方面具有重要的潜在应用价值。

(4)本发明具有原料廉价，所需设备简单等特点，近一步降低了生产成本，利于推广利用。

附图说明