[发明专利]一种高比表面积酒糟活性炭制备方法

说明书

本发明公开了一种高比表面积酒糟活性炭制备方法。本发明包括炭化、活化预处理、活化、后处理等制备工艺，采用白酒厂废弃酒糟为原料，通过合理控制炭化和活化升温速率得到高比表面积高微孔率的活性炭。与其他活性炭生产工艺通过对活性炭改性相比，本发明可直接通过控制生产工艺制备高性能活性炭；得到的活性炭具有很大的比表面积，微孔率高，吸附能力强等优点，且吸附后可以发生自聚集，有利于从水体中分离出来。

技术领域

本发明属于活性炭材料领域，尤其涉及一种高比表面积活性炭制备方法。

背景技术

我国是酿酒大国，每年白酒产量一千多万吨，由此产生的酒糟废弃物数量巨大，目前酒糟处理方式主要用于农业堆肥、生产沼气、生产饲料和焚烧填埋等，对原料利用不够充分，产品附加值低。而酒糟渣生物质含量丰富，是一种理想的碳源，可将酒糟渣制成活性炭碳材料，拓宽其产品高附加值应用领域。

目前活性炭制备过程有化学试剂预处理，高温炭化，活化处理，高温活化，二次活化等步骤。如发明专利CN106219546A公开了一种活性炭制备方法，制备过程主要是以甘蔗渣为原料，先后经过清洗、采用氯化锌一次活化24h、炭化5h后用稀酸浸泡30min、采用3-20eV电压进行表面氧化处理5h、再用水蒸气、氨气等气体进行二次活化处理，制备得到甘蔗渣活性炭。该方法制备工艺繁琐，需要用到多种化学试剂，所得活性炭性能不够理想，比表面积为450-750m²/g。因此，简化生产工艺得到高性能的活性炭成为研究的一个重要方向。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出来一种简便高效、环境友好的高比表面积活性炭制备方法，该方法仅控制活性炭生产工艺，无需进行二次活化和使用过多的活化剂就能生产出高比表面积的活性炭。

在炭化处理过程中，使用5℃/min的升温速率，能使原料组份缓慢挥发和反应气体充分逸出，这将有利于原料形成初始孔径。而在活化中使用10℃/min的升温速率能让活化剂中组分快速挥发进入炭层，并不断刻蚀炭层形成微孔结构。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)将废弃酒糟进行烘干、研磨后得到酒糟粉末，将酒糟粉末放入炭化炉中进行炭化处理后得到炭化料；

2)将步骤1)的炭化料磨碎后置于25wt％的KOH水溶液中，搅拌10min后在60℃温度条件下烘干；

3)活化处理：将步骤2)处理后的炭化料置于管式炉中，通入氮气一段时间后，于一定温度加热得到活化料；

4)将步骤3)的活化料经20wt％的盐酸洗涤后水洗、烘干即得酒糟活性炭。

所述步骤(1)中炭化处理温度为350℃～500℃，保温1～2h；炭化处理的升温速度控制在5～10℃/min。

所述步骤(3)中活化处理的温度为650～850℃，，保温加热时间为1～2h。；活化处理的升温速度控制在10～20℃/min。

所述的酒糟活性炭比表面积达2000m²/g以上，对有机染料具有良好的吸附性能。

本发明的有益效果：

本发明生产工艺简单，操作便捷，得到的酒糟活性炭孔径分布均匀，具有高比表面积(达到2000m²/g以上)，微孔率高(达90％)，吸附能力强等优点。

本发明的酒糟活性炭吸附染料后，可以发生自聚集，有利于从染料溶液中分离出来。

本发明与其他制备方法相比，具有低成本，操作简单，环境友好等优点。

附图说明

图1本发明制备的酒糟活性炭电镜照片。

图2本发明的酒糟活性炭与商业活性炭吸附亚甲基蓝对比图。