[发明专利]一种芦竹活性炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种芦竹活性炭的制备方法，针对传统的芦竹活性炭，品质低，经济价值不高的特点，对传统的芦竹活性炭的制备方法进行了改性，一是从选料上，选用了单一的根部位作为原料，消除了根、茎、叶不同部位之间的成分差异，使后续得到的活性炭孔径更加均匀，也便于提升后续的活性处理效果；二是采用氨化+水蒸气活化的方式对芦竹根颗粒进行活化，提高活性炭的比表面积；三是对炭化后的半成品在氮气保护状态下通入苯对活性炭进行孔径调整，最终得到的芦竹活性炭不但孔径均匀，而且具有较高的比表面积。

技术领域

本发明涉及活性炭制备技术领域，尤其涉及一种芦竹活性炭的制备方法。

背景技术

芦竹，拉丁文名：Arundo donax，禾本科、芦竹属多年生，具发达根状茎。秆粗大直立，坚韧，具多数节，常生分枝。叶鞘长于节间，无毛或颈部具长柔毛；叶舌截平，先端具短纤毛；叶片扁平，上面与边缘微粗糙，基部白色，抱茎。圆锥花序极大型，分枝稠密，斜升；背面中部以下密生长柔毛，两侧上部具短柔毛，颖果细小黑色。花果期9-12月。生于河岸道旁、砂质壤土上。

芦竹为多年生草本植物，不仅能够美化水体景观，还具有较强的水质净化功能，是人工湿地生态修复的常用植物。然而，芦竹繁殖速度快，每年都需要进行收割，收割下来的芦竹茎秆往往作为废弃物处置，不仅占用了土地、增加了人工湿地的运行管理成本、还造成了植物资源的浪费。芦竹单位产量高(年平均亩产量可达3-5吨)，且植株组织中主要为纤维素、半纤维素和木质素，灰分含量仅不到0.5％，使的芦竹成为一种潜在的、优质的活性炭制备原料。

目前已经有将芦竹应用于活性炭原料的记载，例如中国发明专利CN1944246A公开了一种活性芦竹碳的炭化及造孔制备方法；中国发明专利CN104163426A公开了一种活性炭制备方法及芦竹活性炭，该方法在一定程度上缩短了制备过程的耗时，提高了产品品质；但是以上方法制备的芦竹活性炭均属于低档产品，为了进一步提高芦竹活性炭的经济价值，本发明提供了一种芦竹活性炭的制备方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种芦竹活性炭的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种芦竹活性炭的制备方法，包括以下步骤：

A、去除茎叶，选取芦竹的根部位，将其粉碎至1-2cm粒径，得到芦竹根颗粒；

B、采用尿素、碳酸氢铵或氨水氨化试剂对芦竹根颗粒进行氨化处理，然后通过水蒸汽加热至190-260℃，维持8-12min，得到氨化活化后的芦竹根颗粒；

C、将芦竹根颗粒自然晾晒1-2天去除水分，然后破碎成粉末，过筛，将其粒径控制在80-120目，得到芦竹根粉；

D、将芦竹根粉放入碳化炉中，在平面上自然铺放，将温度升至炭化温度，炭化得到活性炭半成品；

E、将活性炭半成品置于转炉内，在氮气保护状态下升温至950-1000℃，在氮气保护状态下通入苯对活性炭进行孔径调整，即可得到芦竹活性炭。

优选的，所述的步骤B中，当氨化试剂为尿素或碳酸氢铵时，氨化处理的具体方法是：将芦竹根颗粒按照尿素或碳酸氢铵与芦竹根颗粒的质量比为(10-20):100与尿素或碳酸氢铵混合，加20-50倍的水溶解，密封，在90-100℃保持8-12h。

优选的，所述的步骤B中，当氨化试剂为氨水时，氨化处理的具体方法是：将芦竹根颗粒按照质量浓度为1-12％的氨水与芦竹根颗粒的质量比为(10-20)：1与氨水混合均匀，使芦竹根颗粒完全浸泡在氨水中，密封，在15-30℃保持18-24h。

优选的，所述的步骤D中，所述的炭化温度为600-800℃，炭化时间为15-30min。