[发明专利]一种高吸附性能活性炭制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高吸附性能活性炭的制备方法及应用。将生物质原料，木屑、枝丫、秸秆等，破碎、酸洗、水洗后烘干；将硫酸加入到一定质量分数的硝酸锌溶液中，配制成混合活化剂；生物质原料与混合活化剂按一定比例均匀混合，室温下浸渍3h后置于管式炉中，在氮气保护下升温至600～800℃活化1～3h，冷却至室温后，依次经过酸洗、水洗至溶液pH为中性，干燥后即得活性炭。活性炭对Hg²⁺吸附容量可达298.75mg/g。本发明通过使用混合活化剂，极大降低了活性炭制备过程中活化剂消耗，较传统磷酸法活化工艺降低了6～10倍；制备出具有高吸附性能的活性炭，适用于重金属吸附及水污染治理。

技术领域

本发明属于生物基活性炭材料制备技术领域，具体涉及一种高吸附性能活性炭的制备方法及应用。

背景技术

活性炭具有巨大比表面积、丰富孔隙结构、良好吸附性能，是一种环境友好的吸附净化材料，在环境保护、污染治理、储能以及国防等诸多领域有着广泛的应用，发挥着重要的作用，是国民经济不可或缺的产品。

我国是活性炭生产和出口第一大国。化学活化法是我国活性炭制备和生产的主要技术之一，具有生产工艺简单、生产规模大、产品质量稳定等特点。化学活化法是通过将各种含碳原料与化学活化剂均匀地混合(或浸渍)，在适当的温下，经历炭化、活化、回收化学药品、漂洗、烘干等过程制备活性炭的一种方法。目前，常用的活化试剂主要有磷酸、氢氧化钾、氯化锌等。

化学活化法在生产过程中使用化学试剂，会产生废气以及废水，不仅污染环境、危害健康，还会增加企业运营成本。随着我国技术升级和环保要求提高，低消耗制备技术和高性能材料的研发是发展趋势。因此，降低活化试剂消耗、制备高性能活性炭具有重要意义。

发明内容

以解决上述背景技术中提出的问你题，本发明的目的在于提供高吸附性能活性炭制备方法和应用，方法简单、活化剂消耗低，且制备的活性炭具有优异的吸附性能。

本发明的技术方案为：一种高吸附性能活性炭的制备方法，包括以下步骤：

1)将生物质原料经破碎、酸洗、水洗后，烘干；

2)将硫酸加入到硝酸锌溶液中，配置成混合活化剂；

3)洁净干燥生物质原料与混合活化剂均匀混合，室温下浸渍；

4)将步骤3)的混合料置于管式炉中，在氮气保护下升温活化，经冷却，得到活化料；

5)活化料依次经过酸洗、水洗至溶液pH为中性，干燥后即得活性炭。

步骤2)所述硝酸锌质量分数为5～15％。

步骤4)所述升温时的升温速率为10℃/min。

步骤2)所述混合活化剂中硝酸锌与硫酸的质量比为1:(0.05～0.1)。

步骤3)所述木屑与硝酸锌的质量比为1:(0.1～0.5)。

步骤4)所述活化温度为600～800℃。

步骤4)所述活化时间为1～3h。

所述的生物质原料为木屑、枝丫、秸秆中的任一种。

一种高吸附性能活性炭的制备方法得到的活性炭在重金属吸附及水污染治理中的应用。

有益效果：

本发明的高吸附性能活性炭制备方法简单，原料适应性广，同时极大降低活化试剂消耗，较传统磷酸法活化工艺降低了6～10倍，制备过程污染物的排放少。制得的活性炭具有优异的吸附性能，适用于重金属吸附以及水污染治理。活性炭对Hg²⁺吸附容量可达298.75mg/g。

具体实施方式