專利名稱：一種醋糟制備活性炭的方法
技術領域：
本發(fā)明的目的是公開一種以工業(yè)醋糟為原料、氯化鋅或硫酸亞鐵為活化劑，制備活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域。
背景技術：
活性炭(activated carbon,簡稱AC)是利用木炭、木屑、椰殼、各種果核、紙漿廢液以及其他農(nóng)林副產(chǎn)品、煤以及重質石油等為原料，經(jīng)炭化活化(物理活化或化學活化以及兩者相結合)而得到的產(chǎn)品。它與木炭、炭黑和焦炭等統(tǒng)稱為微晶質炭(過去稱無定形炭)。 有關數(shù)據(jù)表明，目前中國活性炭企業(yè)已發(fā)展到400多家，活性炭年生產(chǎn)能力50多萬噸，己經(jīng)超過美國、俄羅斯、日本，居世界第一位?；钚蕴孔鳛槎嗫孜讲牧暇哂胸S富的內(nèi)部孔隙結構和較高的比表面積，微孔孔容和中孔孔容較大，廣泛應用于各種工業(yè)生產(chǎn)過程之中。按照國際理論(化學)與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)的規(guī)定，微孔是直徑為0 2nm的孔，中孔是直徑為2 50nm的孔，而大孔是直徑為大于50nm的孔。對吸附來說，最重要的是微孔，由于微孔有很大的孔容積和比表面積，所以它在很大程度上決定著活性炭的吸附能力。中孔的作用①在足夠高的壓力下按毛細凝聚的機理吸附物質蒸氣；②作為被吸附物質達到微孔的通道；③在液相吸附中對大分子的物質有很好的吸附效果。大孔主要起通道作用。由于原料、制造方法及工藝條件的不同，活性炭中微孔發(fā)達的程度不同，過渡孔和大孔的多少也不同，這就決定了活性炭多種多樣的吸附能力和吸附特性。醋糟是食醋工廠淋醋后的下腳料，由于酸性偏高且含有大量的粗纖維(稻殼)， 長期以來沒有很好地開發(fā)利用，這些下腳料長年廢棄堆積，不僅嚴重污染環(huán)境，同時也制約了企業(yè)自身的發(fā)展。傳統(tǒng)的處理方法就是作為垃圾填埋，不僅浪費了土地資源，在堆積過程中會發(fā)霉、產(chǎn)生異味，對環(huán)境造成污染。目前，食醋行業(yè)醋糟處理的研究技術研究主要采用微生物技術，生產(chǎn)有機肥、飼料、生物質能源等。生物有機肥成本高、市場較?。淮自阒苯由a(chǎn)的動物飼料營養(yǎng)成分低；生物質能源如生產(chǎn)沼氣等會產(chǎn)生二次固體廢棄物污染。醋糟的處理一直是困擾食醋行業(yè)發(fā)展的瓶頸。醋糟中含有近30%的粗纖維，11%的粗蛋白，其它大部分為水分與少量的無機元素。粗纖維不易被動物消化。我們認為，經(jīng)處理后，醋糟中的粗纖維可用于生產(chǎn)活性炭。該路線將醋糟中的有效成分進行了合理利用。本發(fā)明是在發(fā)明人對醋糟的成分及已有的活性炭的制備方法做了認真的研究的基礎上提出的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開了一種以醋糟為原料，在氯化鋅或硫酸亞鐵的活化作用下， 制備活性炭的方法。本發(fā)明一種醋糟制備活性炭的方法，按照下述步驟進行
(1)將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比為5%_65% (質量分數(shù))的氯化鋅溶液以1:1-1:5(固液質量比)的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后， 100°C烘干；(2)將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到500_700°C，在活化溫度下活化 60-150min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)l-5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品?；蛘甙凑障率霾襟E進行(1)將醋糟原料水洗至ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與濃度為0. 1-0. 5mol/l的硫酸亞鐵溶液以1:1-1:3 (固液質量比)的比例混合，在 80°C恒溫中浸漬8 h后，120°C烘干，(2)將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到 550-8000C，在活化溫度下活化60-100min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)l-5mol/ 1鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。本發(fā)明以工業(yè)廢棄物醋糟為原料，采用化學活化法制備活性炭。具有生產(chǎn)成本低、 環(huán)境污染少、工藝簡單等特點。得到的活性炭各項指標均符合國家標準。
具體實施例方式本發(fā)明中活性炭亞甲基藍脫色力是采用《木質活性炭檢驗方法亞甲基藍脫色力》 (GB/T12496. 10-1999)所規(guī)定的的標準實驗方法測定；活性炭的碘吸附值是采用《木質活性炭的試驗方法碘吸附值的測定》(GB/T12496. 8-1999)所規(guī)定的的標準實驗方法測定。實施例1:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比為5% (質量分數(shù))的氯化鋅溶液以1:1 (固液質量比)的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后，100°C烘干。 將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為 20mL-min^下，以15°C MirT1的速率升溫升溫到500°C，在活化溫度下活化60min后降溫， 待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)lmol/1鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線?；钚蕴康谋缺砻娣e根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller (BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1404. 4m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為983. 89mg/g，亞甲基藍的吸附值為1032. 82mg/ g°實施例2:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比為65% (質量分數(shù))的氯化鋅溶液以1:5 (固液質量比)的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后，100°C烘干。 將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為 20mL-min^下，以15°C MirT1的速率升溫升溫到700°C，在活化溫度下活化150min后降溫， 待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線。活性炭的比表面積根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller (BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1332. 79m2/g，孔徑分布均勻，在 2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為784. 8%ig/g，亞甲基藍的吸附值為1001. 78mg/
實施例3:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比為5% (質量分數(shù))的氯化鋅溶液以1:5 (固液質量比)的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后，100°C烘干。 將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為 20mL-min^下，以15°C MirT1的速率升溫升溫到500°C，在活化溫度下活化150min后降溫， 待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)lmol/1鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線?；钚蕴康谋缺砻娣e根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller (BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1464. 84m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為883. 89mg/g，亞甲基藍的吸附值為1332. 82mg/ g°實施例4:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比為65% (質量分數(shù))的氯化鋅溶液以1:1 (固液質量比)的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后，100°C烘干。 將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為 20mL-min^下，以15°C MirT1的速率升溫升溫到700°C，在活化溫度下活60min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線?；钚蕴康谋缺砻娣e根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller (BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1121. 91m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為774. 56mg/g，亞甲基藍的吸附值為1068. 89mg/ g°實施例5:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與濃度為0. lmol/1的硫酸亞鐵溶液以1:1 (固液質量比)的比例混合，在80°C恒溫中浸漬6 h后，120°C烘干。將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1 下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到550°C，在活化溫度下活化60min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)lmol/1鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線?；钚蕴康谋缺砻娣e根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller(BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1369. 13m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為774. 07mg/g，亞甲基藍的吸附值為1186. 94mg/ g°實施例6:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥Ia1后，與濃度為0. 5mol/l的硫酸亞鐵溶液以1:3 (固液質量比)的比例混合，在80°C恒溫中浸漬6 h后，120°C烘干。將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1 下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到800°C，在活化溫度下活化IOOmin后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線。活性炭的比表面積根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller(BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1175. 81m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為863. Mmg/g，亞甲基藍的吸附值為1225. 324mg/ g°實施例7:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與濃度為0. lmol/1的硫酸亞鐵溶液以1:3(固液質量比)的比例混合，在80°C恒溫中浸漬6 h后，120°C烘干。將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1 下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到550°C，在活化溫度下活化IOOmin后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)lmol/1鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線。活性炭的比表面積根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller(BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為1061. 25m2/g，孔徑分布均勻，在
2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為717. 56mg/g，亞甲基藍的吸附值為1042. 52mg/ g°實施例8:
將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥Ia1后，與濃度為0. 5mol/l的硫酸亞鐵溶液以1:1 (固液質量比的比例混合，在80°C恒溫中浸漬6 h后，120°C烘干。將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)。在氮氣流量為ZOmLmirT1 下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到800°C，在活化溫度下活化60min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。采用比表面積和孔結構測試儀測定了 77K下所制備產(chǎn)品的氮氣吸附脫附等溫線。活性炭的比表面積根據(jù) Brunauer-Emmett-iTeller(BET)方程進行計算；孔徑分布根據(jù) Barrett, Joyner and Halenda(BJH)模型計算；制得的活性炭樣品的比表面積為981. 64m2/g，孔徑分布均勻，在 2nm-15nm之間，屬中空活性炭。碘吸附值為709. 9ang/g，亞甲基藍的吸附值為974. 87mg/g。
權利要求
1.一種醋糟制備活性炭的方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)將醋糟原料水洗至Ph ^ 7，放入烘干箱中干燥1 后，與浸漬比質量分數(shù)計為 5%-65%的氯化鋅溶液以固液質量比為1:1-1:5的比例混合，在60°C恒溫中浸漬6 h后， 100°C烘干；(2)將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)，在氮氣流量為ZOmLmirT1下，以15°C ^irT1的速率升溫升溫到500_700°C，在活化溫度下活化 60-150min后降溫，待降到室溫后取出樣品；依次經(jīng)l-5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。
2.一種醋糟制備活性炭的方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)將醋糟原料水洗至Ph 7，放入烘干箱中干燥1 后，與濃度為0. 1-0. 5mol/l的硫酸亞鐵溶液以固液質量比為1:1-1:3的比例混合，在80°C恒溫中浸漬8 h后，120°C烘干，(2)將浸漬了硫酸鹽鐵并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)，在氮氣流量為ZOmLmirT1下，以 15°C ^irT1的速率升溫升溫到550-800°C，在活化溫度下活化60-100min后降溫，待降到室溫后取出樣品；依次經(jīng)l-5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。
全文摘要
本發(fā)明一種醋糟制備活性炭的方法，屬于活性炭制備技術領域。按照下述步驟進行將醋糟原料水洗至ph≈7，放入烘干箱中干燥12h后，與氯化鋅溶液或硫酸亞鐵溶液按比例混合，在60℃恒溫中浸漬6h后，100℃烘干；將浸漬了氯化鋅并且干燥過的醋糟樣品放入不銹鋼槽并置于陶瓷管內(nèi)，在氮氣流量為20mL min-1下，以15℃ min-1的速率升溫升溫到500-700℃，在活化溫度下活化60-150min后降溫，待降到室溫后取出樣品。依次經(jīng)1-5mol/l鹽酸洗滌、水洗后，干燥，制得活性炭樣品。本發(fā)明以工業(yè)廢棄物醋糟為原料，采用化學活化法制備活性炭。具有生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染少、工藝簡單等特點。
文檔編號C01B31/12GK102167319SQ20111012393
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者廖喜慧, 殷恒波, 蔡夢楠 申請人:江蘇大學