專利名稱：微波輻照香蕉莖稈制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法。
背景技術(shù)：
香蕉是一種十分重要的亞熱帶水果，具有特殊的經(jīng)濟價值。每年收獲香蕉后，香蕉的莖桿就變成廢料。由于蕉莖桿纖維長，含有大量水分，不易腐爛，構(gòu)成環(huán)境污染。如何對香蕉莖桿廢料進行綜合開發(fā)，以提高農(nóng)作物的附加值，一直是很多研究人員探討的課題?；钚蕴烤哂邪l(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，由于有巨大的表面積和優(yōu)良的吸附性能，在很多工業(yè)生活領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用，并逐步走進人們的日常生活。從理論上看，任何碳質(zhì)材料都可以作為活性炭原料，但是由于原料和生產(chǎn)工藝存在很大的差異，工業(yè)上的主要制備原料是高聚物。隨著活性炭應(yīng)用范圍不斷擴大，不僅需要有價格低廉、用量大而廣泛的一般活性炭，也需要高質(zhì)量、具備特殊用途的活性炭，還要求活性炭的生產(chǎn)開發(fā)向節(jié)能、高效和環(huán)保方向發(fā)展，活性炭有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。工業(yè)生產(chǎn)上，原料的選擇非常重要。既要考慮原料品味，又要考慮原料供應(yīng)能否滿足工業(yè)化的需要，還應(yīng)考慮其經(jīng)濟效益。目前大部分果殼和農(nóng)林廢棄物常被丟棄田間地頭，或被焚燒造成大氣污染，這不僅破壞生態(tài)環(huán)境，而且浪費了可供使用的資源，對我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展不利。因此，需要不斷尋找活性炭新的原料來源，探討新工藝，增加新品種，擴大活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域。微波輻照技術(shù)在制備活性炭領(lǐng)域已得到推廣應(yīng)用。它是通過被加熱體內(nèi)部偶極分子高頻往復(fù)力，產(chǎn)生內(nèi)摩擦熱而使被加熱物料溫度升高，不須任何熱傳導(dǎo)過程，就能使物料內(nèi)外部同時加溫，同時升溫，加熱速度快，均勻，僅需傳統(tǒng)加熱方式的幾分之一或幾十分之一熱量就可以達到加熱目的?；谖⒉訜岬奶攸c，本發(fā)明將應(yīng)用微波技術(shù)于香蕉莖桿的活性炭制備，以求達到利 用香蕉莖桿生產(chǎn)活性炭既快速、節(jié)能，更便于實現(xiàn)自動化控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，以減少環(huán)境污染、低碳排放，提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，以利于經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:制備工藝步驟:1.取已風(fēng)干的香蕉莖桿，干燥，切為長度3-5cm的小段，用容積比6_8倍的氯化鋅/氯化鈣混合液浸泡，浸泡溫度控制在40-50°C，時間為40-48h ；2.取出晾干至無滴水后，放入坩堝內(nèi)進行微波輻照，輻照功率為750W-1000W，時間為25-40分鐘；3.冷卻至室溫后,用質(zhì)量濃度2-5%的稀鹽酸浸泡l_4h ；4.取出浙干后，用去離子水清洗，使其PH值為7;5.將得到的物料再烘烤3_5h，溫度控制在110-120°C ；
6.冷卻至室溫，得到粉末活性炭。原料香蕉莖桿自然風(fēng)干并干燥后，要求達如下質(zhì)量指標:質(zhì)量比水分< 12% ;質(zhì)量比揮發(fā)度彡70% ;質(zhì)量比固定碳彡15% ;質(zhì)量比灰分彡3%。浸泡香蕉莖桿所用的摩爾濃度為氯化鋅3mol/L，氯化鈣為lmol/L。要求浸泡香蕉莖桿的氯化鋅質(zhì)量比純度> 90%，氯化鈣質(zhì)量比純度> 95% ;在氯化鋅和氯化鈣混合液浸泡香蕉莖桿的時間內(nèi)，在第12h和36h時各攪拌一次，每次3-5分鐘。制成的活性炭成品，碘吸附值達到GB/T12496.8-1999的標準要求，亞甲基藍吸附值達到GB/T12491.10-1999的技術(shù)要求。用本發(fā)明的方法制備活性炭，所得的活性炭在亞甲基藍脫色力16_25mL/0.lg，大大高于國家標準優(yōu)質(zhì)活性炭。而且利用了農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物，提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，有效降低了保護環(huán)境的壓力 ，且工藝較簡單，流程短，利于推廣。
具體實施例方式本發(fā)明是一種微波輻照內(nèi)部加熱、應(yīng)用氯化鋅和氯化鈣溶液復(fù)合對香蕉莖桿浸泡制成粉狀活性炭的方法。本發(fā)明的特點是快速、節(jié)能、便于自動化控制，基本克服傳統(tǒng)的僅僅使用氯化鋅法時的熱利用效率低、勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、排污嚴重不足的問題；是一種技術(shù)要求低、高產(chǎn)出、污染排放較少的活性炭生產(chǎn)的方法，同時，也為解決香蕉廢料出路、提聞綜合效益提供一種新的途徑。本發(fā)明提出利用香蕉莖桿為原料，利用模糊層次法來控制制取活性炭工藝參數(shù)，用一步法碳化制取活性炭，制出的活性炭符合國家技術(shù)標準。實施例1:
風(fēng)干香蕉莖稈IOOg
氯化鈣和氯化鋅混合液(體積比1:1)浸泡600g
浸泡溫度°(:及時間h40°C, 48h
輻照功率W及時間分鐘750W, 40rain
與香蕉莖稈體積比2: I
鹽酸溶液浸泡、酸洗
質(zhì)量濃度2.5%
鹽酸溶液浸泡、酸洗時間4h
去離子水漂洗至PH=7之后 烘烤時間(h)及溫度(°C)3 5h 12CTC實施例2:
權(quán)利要求
1.一種微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，其特征是制備工藝步驟為: ⑴取已風(fēng)干的香蕉莖桿，干燥，切為長度3-5cm的小段，用容積比6-8倍的氯化鋅/氯化鈣混合液浸泡，浸泡溫度控制在40-50°C，時間為40-48h ； ⑵取出晾干至無滴水后，放入坩堝內(nèi)進行微波輻照，輻照功率為750w-1000w，時間為25-40分鐘； ⑶冷卻至室溫后,用體積濃度2-5%的稀鹽酸浸泡l_4h ； ⑷取出浙干后，用去離子水清洗，使其PH值為7 ； (5)將得到的物料再烘烤3-5h，溫度控制在110-120°C； (6)冷卻至室溫，得到粉末活性炭。
2.如權(quán)利要求 1所述的微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，其特征是原料香蕉莖桿自然風(fēng)干并干燥后，要求達如下質(zhì)量指標:質(zhì)量比水分< 12% ;質(zhì)量比揮發(fā)度< 70% ;質(zhì)量比固定碳≥15% ;質(zhì)量比灰分≤3%。
3.如權(quán)利要求1所述的微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，其特征是浸泡香蕉莖桿所用的摩爾濃度為氯化鋅3mol/L，氯化鈣為lmol/L。
4.如權(quán)利要求1所述的微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，其特征是要求浸泡香蕉莖桿的氯化鋅純度≥90%，氯化鈣純度≥ 95% ;在氯化鋅和氯化鈣混合液浸泡香蕉莖桿的時間內(nèi)，在第12h和36h時各攪拌一次，每次3-5分鐘。
5.如權(quán)利要求1所述的微波輻照香蕉莖桿制備活性炭的方法，其特征是制成的活性炭成品，碘吸附值達到GB/T12496.8-1999的標準要求，亞甲基藍吸附值達到GB/T12491.10-1999的技術(shù)要求。
全文摘要
一種微波輻照香蕉莖稈制備活性炭的方法，將經(jīng)風(fēng)干的香蕉莖稈切成小段，用氯化鋅/氯化鈣混合溶液浸泡后，撈起晾干至無滴水，用微波輻照，用酸溶液浸泡，取出瀝干后，再用去離子水漂洗、烘干，冷卻至室溫粉碎得活性炭。用本發(fā)明的方法制備的活性炭，在亞甲基藍脫色力16-25mL/0.1g，大大高于國家標準優(yōu)質(zhì)活性炭。而且利用了農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物，提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，有效降低了保護環(huán)境的壓力，且工藝較簡單，流程短，利于推廣。
文檔編號C01B31/08GK103213982SQ20131015349
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者黃福川, 粟滿榮, 盧朝霞, 莫宇飛, 梁景, 唐興中, 藍明新, 肖友程, 李勝, 梁慧, 唐彩珍, 田宗義, 李宏君, 趙鐘興, 唐丹葵, 劉琨 申請人:廣西大學(xué)