專利名稱：一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法。
背景技術(shù)：
活性炭在催化、吸附、新能源等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，它具有比表面積大、導 電和導熱性佳，化學穩(wěn)定性好，價格便宜等特點，受到人們的廣泛關(guān)注。目前國內(nèi)制備活性 炭主要以木材、優(yōu)質(zhì)煤等為原料，生產(chǎn)成本較高。近年來利用各種工農(nóng)業(yè)廢棄物如椰殼、杏 仁殼、核桃殼、谷殼等已被廣泛報道用于制備活性炭。而以麻類植物為原料制備活性炭的研 究只是在最近才有一些報道。我國是麻的主產(chǎn)國，工業(yè)上主要是利用麻纖維制造紡織品或 造紙。同時，長期以來農(nóng)民在收割完苧麻韌皮纖維后，將麻桿廢棄在田間、地頭，造成大量的 浪費，這樣不僅妨礙后續(xù)的耕作，還影響作物的生長；有的地區(qū)為了解決這一問題，采取焚 燒方法，此方法既污染了空氣，又對空中的飛行器造成安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，該方法制 得的活性炭中孔發(fā)達，碘吸附和亞甲基蘭吸附值高。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，具體步驟包 括
(1)將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，烘干并切割后，于粉碎機中粉 碎至麻桿粒徑為50-200目的顆粒，在加熱設備中400-600°C炭化60-120分鐘，待其冷卻至 室溫取出，即得到具有一定空隙結(jié)構(gòu)的初炭；
(2)將上述的初碳置于重量百分比濃度為30%-70%的浸漬溶液浸漬12小時，浸漬比為 1-4，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒；
(3)將上述苧麻麻桿炭化顆粒置于管式炭化爐中，按照5-20V /分鐘的升溫速度加 熱到700-900°C，再保溫45-120分鐘，待其冷卻至室溫取出，用酸或堿中和后用純水清洗至 PH值為6. 5-7，烘干后即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。更進一步的方案是，所述步驟(1)中苧麻麻桿粉碎后麻桿粒徑小于2mm。更進一步的方案是，所述步驟(2)中浸漬溶液重量百分比濃度為60%。更進一步的方案是，所述浸漬溶液與初炭的浸漬比為1。更進一步的方案是，所述浸漬溶液用的活化劑是指Η3Ρ04、KOH、NaOH、ZnCl2, K2CO3 和K2HPO4中的一種。文中所述的室溫為25°C，所述的濃度為重量百分比濃度。苧麻麻桿中主要成分的含量為纖維素44%，木質(zhì)素23. 22%，半纖維素21. 74%，果 膠酸鈣5. 75%，灰分2. 72%，加上麻桿是中空的桿狀結(jié)構(gòu)，因此苧麻麻桿是天然、來源豐富、 價格低廉的加工活性炭的優(yōu)質(zhì)原料。本發(fā)明的有益效果在于1、該制備工藝簡單、經(jīng)濟、環(huán)保，符合清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)
3濟發(fā)展的要求，具有良好的應用前景。2、該制備方法所得的活性炭中孔發(fā)達，碘吸附和亞甲
基蘭吸附值高。


圖1是用苧麻桿制備活性炭的工藝流程框圖。圖2是用KOH活化按照實施例3方法制備的苧麻麻桿活性炭的電鏡掃描圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖1進一步說明本發(fā)明的實施例。本發(fā)明實施例中的苧麻麻桿均取自武漢紡織大學咸寧苧麻種植基地，該基地采用 的品種是中國農(nóng)業(yè)科學院湖南麻類科學研究所生產(chǎn)的中苧1號。實施例1
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 H3PO4溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率10°C /分鐘，到設定溫度700°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。實施例2
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 SiCl2溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率10°C /分鐘，到設定溫度700°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。實施例3
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 KOH溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率10°C /分鐘，到設定溫度750°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。圖2是采用本實施例所述的方法制備活性炭在不同放 大倍數(shù)下的電鏡掃描圖，所用的電鏡型號是JEOL NE0SC0PE (JCM-5000)。從圖中我們可以 清楚的看見采用本實施例的方法制備的活性炭活性炭樣品中形成了發(fā)達的類似蜂窩狀的 孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙邊緣清晰可見，從圖中可以看見大量的宏孔和介孔。實施例4
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 H3PO4溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率20°C /分鐘，到設定溫度750°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。實施例5
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 SiCl2溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率20°C /分鐘，到設定溫度80(TC后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭樣品。實施例6
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 KOH溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率20°C /分鐘，到設定溫度80(TC后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭樣品。實施例7
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 NaOH溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率15°C /分鐘，到設定溫度700°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭樣品。實施例8
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 K2CO3溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭化 顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率15°C /分鐘，到設定溫度750°C后保 溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干后 即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭樣品。實施例9
將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，于105士5°C烘干，切割后于粉碎 機中粉碎，至麻桿粒徑為50-200目；并將其干燥的苧麻麻麻桿原料顆粒置于濃度為60%的 K2HPO4溶液浸漬12h，浸漬比為1，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒。然后將這些炭 化顆粒置于管式炭化爐中進行高溫活化處理。升溫速率15°C /分鐘，到設定溫度800°C后 保溫1小時，待其冷卻至室溫取出。用鹽酸和70°C蒸餾水清洗至濾液pH值為6. 5-7，烘干 后即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭樣品。根據(jù)實施例1-9制得的苧麻麻桿活性碳炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，根據(jù)測定其平均BET值
5為2038 m2 g—1，平均孔隙體積為0.968 cm3/ g，平均碘吸附值為1099 mg/g，平均亞甲基蘭 吸附值為189. 25 mg/g。
權(quán)利要求
1.一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，其特征在于，步驟包括(1)將苧麻麻桿用水清洗數(shù)次以去除麻桿上附著的雜質(zhì)，烘干并切割后，于粉碎機中粉 碎至麻桿粒徑為50-200目的顆粒，在加熱設備中400-600°C炭化60-120分鐘，待其冷卻至 室溫取出，即得到具有一定空隙結(jié)構(gòu)的初炭；(2)將上述的初碳置于重量百分比濃度為30%-70%的浸漬溶液浸漬12小時，浸漬比為 1-4，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒；(3)將上述苧麻麻桿炭化顆粒置于管式炭化爐中，按照5-20V /分鐘的升溫速度加 熱到700-900°C，再保溫45-120分鐘，待其冷卻至室溫取出，用酸或堿中和后用純水清洗至 PH值為6. 5-7，烘干后即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。
2.根據(jù)專利要求書1所述的一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述步 驟(1)中苧麻麻桿粉碎后麻桿粒徑小于2mm。
3.根據(jù)專利要求書1所述的一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述步 驟(2)中浸漬溶液重量百分比濃度為60%。
4.根據(jù)專利要求書1或3所述的一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述 浸漬溶液與初炭的浸漬比為1。
5.根據(jù)專利要求書4所述的一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述浸 漬溶液用的活化劑是指Η3Ρ04、KOH、NaOH、ZnCl2, K2CO3和K2HPO4中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用苧麻麻桿制備活性炭的方法，該方法簡單、經(jīng)濟、環(huán)保，且制得的活性炭中孔發(fā)達，碘吸附和亞甲基蘭吸附值高。具體步驟為(1)將苧麻麻桿粉碎至粒徑為50-200目的顆粒，在400-600℃炭化60-120分鐘，待其冷卻至室溫取出，即得到初炭；(2)將上述初碳置于重量百分比濃度為30%-70%的浸漬溶液浸漬12小時，浸漬比為1-4，用離心機脫水后得到苧麻麻桿炭化顆粒；(3)將上述炭化顆粒置于管式炭化爐中，按照5-20℃/分鐘的升溫速度加熱到700-900℃，再保溫45-120分鐘，待其冷卻至室溫取出，用酸或堿中和后用純水清洗至pH值為6.5-7，烘干后即得到以苧麻麻桿為原料的活性炭。
文檔編號C01B31/12GK102126723SQ20111010104
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者崔友明, 曾慶福, 李玉廣, 王訓階, 祝荻, 耿世洲, 蔡映杰, 陳悟 申請人:武漢紡織大學