專利名稱：利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用活性炭管的制備方法，尤其涉及一種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法。
背景技術：
醫(yī)用活性炭管是一類可用于制藥，醫(yī)用輔料，解毒等醫(yī)學領域的特殊活性炭。這類活性炭管除了要求有較好的吸附性能外，主要對其含有的各類金屬元素含量也有很高的要求，用一般植物和煤等為原料的活性炭管很難滿足要求。目前制備醫(yī)藥級活性炭的方法，通常還是采用木材、煤炭、果殼等作為碳質原料， 經造粒、干燥、碳化、活化、凈化等主要工序。工序中的活化階段一般要在460-600°C溫度條件下活化24-72小時，因此制造醫(yī)藥級活性炭的工藝周期長，能耗大，產品得率低。頭發(fā)是人們生活中時常見到的一種物質，頭發(fā)的主要成分為角質蛋白。頭發(fā)生長于人體，頭發(fā)中含有的各類元素都來源于人體自身，且各元素的含量和比例與人體中各元素含量密切相關。因此頭發(fā)中的各類金屬微量元素在人體中都能發(fā)現(xiàn)，而且和人體內金屬微量元素含量成一定關系。這就為用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管提供了先天的有利條件。據(jù)測算正常人的頭發(fā)每年大約生長15-20厘米，約有50克。因此，頭發(fā)資源非常豐富。目前對頭發(fā)的利用大都為一些初級、簡單的做法。例如利用頭發(fā)來制作一些小工具或者裝飾品，其技術含量和附加值均不高。因此研究用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管，對有效合理利用頭發(fā)，豐富醫(yī)用活性炭管原料，有著十分重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種制備工藝簡單、節(jié)能環(huán)保的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法。本發(fā)明所采用的技術方案是
一種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于具體步驟為
步驟一、頭發(fā)的化學浸潰
將頭發(fā)用水清洗干凈并烘干后，剪碎為長度小于5_的小段；再將剪碎為小段的頭發(fā)置于活化劑溶液中浸泡；
步驟二、頭發(fā)的微波活化
用微波活化經活化劑溶液浸泡的頭發(fā)，再用去離子水沖洗經微波活化的頭發(fā)后烘干； 步驟三、頭發(fā)的碳化
將步驟二中烘干的頭發(fā)置于管式炭化爐中進行高溫碳化，碳化后的頭發(fā)即為醫(yī)用活性炭管。按上述方案，步驟一中的活化劑溶液為H3P04、K2CO3> Na2CO3^ Na2HPO4或K2HPO4中的一種，且所述的H3P04、K2CO3> Na2CO3^ Na2HPO4或K2HPO4溶液的質量百分比濃度為5_30%。按上述方案，步驟一中的將剪碎為小段的頭發(fā)置于活化劑溶液中浸泡24小時，浸泡溫度為55 ±5 oCo按上述方案，步驟一中的烘干溫度為105±5°C。按上述方案，步驟二中的微波活化的微波功率為300-600W，且微波活化時間為 3-5分鐘。按上述方案，步驟二中的烘干溫度為105±5°C。按上述方案，步驟三中的高溫碳化的具體步驟為將管式炭化爐升溫到 230-270°C后，保溫一段時間，然后再冷卻至室溫取出。按上述方案，步驟三中的升溫速度為5_10°C/分鐘；保溫時間為30-90分鐘。本發(fā)明所使用的頭發(fā)主要成分是角質蛋白，約占97%，它是由約20種氨基酸形成的氨基酸鏈組成。包括胱氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、 色氨酸、異亮氨酸等，其中以胱氨酸的含量最高約為15-16%，頭發(fā)中還含有約20多種的微量元素，主要包括鋅、鈣、錳、鎘、汞、硒、銅、鈷、鐵、鈦、鑰、鎳等。由于頭發(fā)來源于人體自身， 其各類元素含量和人體有密切關系，尤其是金屬元素的含量，即使在制成活性炭管之后，各金屬元素的含量也能滿足醫(yī)用活性炭管的要求，因此頭發(fā)是加工醫(yī)用級活性炭管的優(yōu)質原料。本發(fā)明制得的醫(yī)用活性炭管為管狀結構，管道內徑一般為30-60微米，管壁厚度一般為7-10微米，管壁均勻而有鱗片狀結構。根據(jù)測定其平均BET值為467 m2 g_S平均孔隙體積為O. 634cm3 g_\平均亞甲基蘭吸附值為116 ml g—1 ;此外鐵鹽、重金屬、水溶性鋅鹽、酸溶物、氯化物和硫酸鹽等含量均滿足醫(yī)藥用活性炭管的標準。本發(fā)明的有益效果在于1、該制備工藝簡單、節(jié)能環(huán)保。2、所制得的醫(yī)用活性炭管穩(wěn)定、管壁厚度均勻，是優(yōu)良的醫(yī)用活性炭管。3、該制備工藝周期短，能耗小，產品得率高。
4、為醫(yī)用活性炭管的原料來源開辟了新的途徑，具有重要的應用前景。


圖I是本發(fā)明實施例I制備醫(yī)用活性炭管的工藝流程圖。圖2是利用本發(fā)明制得醫(yī)用活性炭管的電鏡掃描圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。實施例I
參見圖1，一種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°c烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；再將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為30%的磷酸溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為300W的微波活化5處理分鐘，之后將活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干；最后將上述處理后的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理過程為將管式反應器于升溫速度為10°C/分鐘升溫至270°C后，保溫30min，最后再冷卻至室溫取出，取出的成品即為醫(yī)用活性炭管。圖2中A為采用本實施例所述的方法制備的醫(yī)用活性炭管電鏡掃描圖，所用的電鏡型號是JSM-5610LV型。從圖中我們可以清楚的看到醫(yī)用活性炭管的微觀形貌頭發(fā)的基本管狀結構并沒有遭到明顯破壞，管壁均勻；管狀結構的斷ロ整齊，壁面光滑，有光澤。根據(jù)測定該醫(yī)用活性炭管的BET比表面積為463m2 g—1，平均孔隙體積為0. 481cm3 g'實施例2
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；再將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為30%的磷酸溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為450W的微波活化處理5分鐘，之后再將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干；將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，碳化處理的升溫速率10°C /min，當溫度達到250°C后保溫30 min，最后待其冷卻至室溫取出，即得醫(yī)用活性炭管。圖2中B為采用本實施例所述的方法制備的醫(yī)用活性炭管下的電鏡掃描圖，所用的電鏡型號是JSM-5610LV型，從圖中我們可以清楚的看到該活性炭管的微觀形貌該活性炭管保持管狀結構，管壁均勻；壁面平整，外表面有鱗片狀結構。根據(jù)測定該醫(yī)用活性炭管的BET值為543m2 g—1，平均孔隙體積為0. 689cm3 g—1。實施例3
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為30%的磷酸溶液中，在55±5 °G下浸泡24小時，之后用功率為600W的微波活化處理5分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干，然后再將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理的升溫速率為10°C/min，當?shù)竭_設定溫度230°C后，保溫30 min，待其冷卻至室溫后從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。圖2中C是采用本實施例所述的方法制備的醫(yī)用活性炭管的電鏡掃描圖，所用的電鏡型號是JSM-5610LV型，從圖中我們可以清楚的看到該醫(yī)用活性炭管的微觀形貌活性炭管管壁均勻，管壁面平整，管壁內外表面均勻分布空隙結構，且以微孔為主。根據(jù)測定該醫(yī)用活性碳管的BET值為551m2 g—1，平均孔隙體積為0. 662cm3 g'實施例4
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為20%的ZnCl2溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為600W的微波活化處理3分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干；將上述烘干后的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理的升溫速率10 °7min，當溫度升到設定溫度250°C后，保溫30 min，然后待其冷卻至室溫后，從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。圖2中D為采用本實施例所述方法制備的醫(yī)用活性炭管的電鏡掃描圖，所用的電鏡型號是JSM-5610LV型，從圖中我們可以清楚的看到該醫(yī)用活性炭管的微觀形貌活性炭管管壁斷面處和表面均勻分布有空隙結構。根據(jù)測定該醫(yī)用活性炭管的BET值為479 m2 g'平均孔隙體積為0.731 cm3 g-1。實施例5ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為30%的K2CO3溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為500W的微波活化處理5分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干，然后再將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理的升溫速率為8°C /min，當?shù)竭_設定溫度240°C后，保溫60 min，待其冷卻至室溫后從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。經測定，該條件下得到的頭發(fā)基醫(yī)用活性炭管的BET表面積為385 m2 g_S平均孔體積為507 cm3 gベ。實施例6
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為20%的Na2CO3溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為550W的微波活化處理5分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干，然后再將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理的升溫速率為6°C /min，當?shù)竭_設定溫度250°C后，保溫70 min，待其冷卻至室溫后從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。經測定，該條件下得到的頭發(fā)基醫(yī)用活性炭管的BET表面積為417 m2 g_S平均孔體積為 0. 582 cm3 g 1O實施例7
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為30%的Na2HPO4溶液中，在55±5°C下浸泡 24小時，之后用功率為400W的微波活化處理5分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干，然后再將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理， 高溫碳化處理的升溫速率為9°C/min，當?shù)竭_設定溫度260°C后，保溫90 min，待其冷卻至室溫后從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。經測定，該條件下得到的頭發(fā)基醫(yī)用活性炭管的BET表面積為480 m2 g_S平均孔體積為 0. 709 cm3 g 1O實施例8
ー種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，具體步驟為
將頭發(fā)用水清洗數(shù)次以去除頭發(fā)上附著的雜質，于105±5°C烘干后剪碎為長度小于 5mm的小段；將此小段頭發(fā)原料置于質量濃度為25%的K2HPO4溶液中，在55±5°C下浸泡24 小時，之后用功率為450W的微波活化處理5分鐘，然后將微波活化后的頭發(fā)用去離子水沖洗并于105±5°C烘干，然后再將上述烘干的頭發(fā)置于管式反應器中進行高溫碳化處理，高溫碳化處理的升溫速率為10°C/min，當?shù)竭_設定溫度260°C后，保溫50 min，待其冷卻至室溫后從管式反應器中取出，該取出物即為醫(yī)用活性炭管。經測定，該條件下得到的頭發(fā)基醫(yī)用活性炭管的BET表面積為533 m2 g_S平均孔體積為 0. 721 cm3 g 1O
以上所述的實施例中，所用的管式反應器的型號為洛陽高新開發(fā)區(qū)天創(chuàng)實驗電爐廠生產的KSS — XB型電爐，所述的微波活化的器件為蘇州三星電子有限公司生產的N9 G99S型微波爐，所述的室溫為25±5°C ;所用的頭發(fā)原料是從理發(fā)店里購買得到。
權利要求
1.一種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于具體步驟為步驟一、頭發(fā)的化學浸潰將頭發(fā)用水清洗干凈并烘干后，剪碎為長度小于5_的小段；再將剪碎為小段的頭發(fā)置于活化劑溶液中浸泡；步驟二、頭發(fā)的微波活化用微波活化經活化劑溶液浸泡的頭發(fā)，再用去離子水沖洗經微波活化的頭發(fā)后烘干； 步驟三、頭發(fā)的碳化將步驟二中烘干的頭發(fā)置于管式炭化爐中進行高溫碳化，碳化后的頭發(fā)即為醫(yī)用活性炭管。
2.如權利要求I所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟一中的活化劑溶液為 H3PO4、K2CO3、Na2CO3、Na2HPO4 或 K2HPO4 中的一種，且所述的 H3PO4、K2CO3、Na2CO3、 Na2HPO4或K2HPO4溶液的質量百分比濃度為5_30%。
3.如權利要求I或2所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟一中的將剪碎為小段的頭發(fā)置于活化劑溶液中浸泡24小時，浸泡溫度為55±5°C。
4.如權利要求3所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟一中的烘干溫度為105±5°C。
5.如權利要求I所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟二中的微波活化的微波功率為300-600W，且微波活化時間為3-5分鐘。
6.如權利要求5所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟二中的烘干溫度為105±5°C。
7.如權利要求I所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟三中的高溫碳化的具體步驟為將管式炭化爐升溫到230-270°C后，保溫一段時間，然后再冷卻至室溫取出。
8.如權利要求7所述的利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，其特征在于步驟三中的升溫速度為5-10°C/分鐘；保溫時間為30-90分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用頭發(fā)制備醫(yī)用活性炭管的方法，該方法先將頭發(fā)剪短為小段，然后再在活化劑溶液里浸泡，然后再微波活化，最后再進行高溫碳化。本發(fā)明的有益效果在于1、該制備工藝簡單、節(jié)能環(huán)保。2、所制得的醫(yī)用活性炭穩(wěn)定、管壁厚度均勻，是優(yōu)良的醫(yī)用活性炭。3、該制備工藝周期短，能耗小，產品得率高。4、為醫(yī)用活性炭的原料來源開辟了新的途徑，具有重要的應用前景。
文檔編號C01B31/12GK102602931SQ201210082600
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權日2012年3月27日
發(fā)明者張如全, 王敏, 王訓該, 王鑫, 祝荻, 耿世洲, 茍嶧, 陳悟 申請人:武漢紡織大學