本發(fā)明涉及活性炭制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種山茱萸果核活性炭的制備方法。

背景技術(shù)：

植物果實(shí)和種子的殼是一類數(shù)量龐大且可再生的含碳生物原料，已有報(bào)道以椰殼、核桃殼、花生殼、稻殼、板栗殼等為原材料并對其制備活性炭的工藝進(jìn)行了相關(guān)研究。山茱萸(Cornus officinalis Sieb.et Zucc)為山茱萸科山茱萸屬小喬木或灌木，是一種傳統(tǒng)的名貴中藥，其藥用部分主要為果肉，由于與果肉的成分差異較大，果核長期以來被棄之不用。中國是山茱萸的主要產(chǎn)地，其中河南的山茱萸產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的65％，以山茱萸果核作為活性炭原料不失為一種好的選擇。

活性炭的制備方法主要有物理活化法和化學(xué)活化法，從生產(chǎn)出的活性炭性能和產(chǎn)量上來看，化學(xué)活化法更占優(yōu)勢。常用的化學(xué)活化劑有氯化鋅、磷酸、氫氧化鉀和氫氧化鈉，對同種原料而言，活化劑的類型和用量直接影響活性炭生成的數(shù)量和質(zhì)量。因此，本研究對山茱萸果核活性炭的制備工藝進(jìn)行了研究，以期為山茱萸果核的開發(fā)利用提供有效途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的旨在提供一種山茱萸果核活性炭的制備方法，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體方案如下：

1、一種山茱萸果核活性炭的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)將山茱萸果核于105℃下烘干至恒重后，用粉碎機(jī)粉碎后過200目篩，備用。

(2)將步驟(1)中所獲制備的山茱萸果核粉中質(zhì)量比3:1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的磷酸溶液作為活化劑，同時(shí)按質(zhì)量比加入2％的濃硫酸作為催化劑混合均勻后，置于300瓦功率的超聲處理器下超聲處理30分鐘后靜置12小時(shí)；

(3)將步驟(2)靜置后處理液用濾布抽濾，將抽濾后得到的殘?jiān)糜谯釄逯杏?80℃下碳化3小時(shí)后，將溫度升高至550℃活化2小時(shí)；

(4)將步驟(3)活化后的處理物用2mol/L的鹽酸溶液洗滌4次，然后用蒸餾水洗滌至中性；

(5)將步驟(4)洗滌后處理物抽濾后，于70℃下烘干至恒重，然后研磨粉碎后即可獲得山茱萸果核活性炭成品。

(6)將步驟(5)所得到的山茱萸果核活性炭吸附活性按照GB/T12496.10-1999亞甲基藍(lán)吸附值 進(jìn)行測定，活性炭得率(％)按公式(活性炭產(chǎn)品質(zhì)量/山茱萸果核質(zhì)量)×100％進(jìn)行計(jì)算。

2、根據(jù)專利要求1所述的一種山茱萸果核活性炭的制備方法，其特征在于：

(1)所述步驟(2)中所述的種一種山茱萸果核活性炭的制備方法中按質(zhì)量比3:1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的磷酸溶液作為活化劑以及2％的濃硫酸催化劑濃度；

(2)所述步驟(3)中所述的180℃的碳化溫度和3小時(shí)碳化時(shí)間以及550℃的活化溫度和2小時(shí)的活化時(shí)間。

附圖說明

圖1磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

圖2料液比對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

圖3炭化溫度對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

圖4炭化時(shí)間對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

圖5活化溫度對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

圖6活化時(shí)間對活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值的影響

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1：

1、一種山茱萸果核活性炭的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

(1)將山茱萸果核于105℃下烘干至恒重后，用粉碎機(jī)粉碎后過200目篩，備用。

(2)將步驟(1)中所獲制備的山茱萸果核粉中質(zhì)量比3:1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的磷酸溶液作為活化劑，同時(shí)按質(zhì)量比加入2％的濃硫酸作為催化劑混合均勻后，置于300瓦功率的超聲處理器下超聲處理30分鐘后靜置12小時(shí)；

(3)將步驟(2)靜置后處理液用濾布抽濾，將抽濾后得到的殘?jiān)糜谯釄逯杏?80℃下碳化3小時(shí)后，將溫度升高至550℃活化2小時(shí)；

(4)將步驟(3)活化后的處理物用2mol/L的鹽酸溶液洗滌4次，然后用蒸餾水洗滌至中性；

(5)將步驟(4)洗滌后處理物抽濾后，于70℃下烘干至恒重，然后研磨粉碎后即可獲得山茱萸果核活性炭成品。

(6)將步驟(5)所得到的山茱萸果核活性炭吸附活性按照GB/T12496.10-1999亞甲基藍(lán)吸附值 進(jìn)行測定，活性炭得率(％)按公式(活性炭產(chǎn)品質(zhì)量/山茱萸果核質(zhì)量)×100％進(jìn)行計(jì)算。

實(shí)施例2：

一種山茱萸果核活性炭的制備方法

(1)磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對活性炭的影響

以料液比3.0:1、炭化溫度180℃、炭化時(shí)間3小時(shí)、活化溫度500℃及活化時(shí)間2小時(shí)為前提，改變磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，觀察其對活性炭得率及亞甲基藍(lán)吸附值的影響。如圖1所示，隨著磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，山茱萸果核活性炭的亞甲基藍(lán)吸附值及活性炭得率均呈先升后降的趨勢，在磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)活性炭得率最高可達(dá)51.39％。因此，磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)以60％為宜。

(2)料液比對活性炭的影響

在磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的條件下，其他條件不變，只改變料液比，研究活性炭得率及亞甲基藍(lán)吸附值的變化(圖2)。與料液比2.0:1相比，料液比為3.0:1的亞甲基藍(lán)吸附值顯著升高，之后隨著料液比的繼續(xù)增加，呈現(xiàn)緩慢下降趨勢?；钚蕴康寐逝c亞甲基藍(lán)吸附值變化趨勢一致，在料液比3.0:1時(shí)達(dá)到最大。因此，料液比以3.0:1為最佳。

(3)炭化溫度對活性炭的影響

以料液比3.0:1、60％的磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為前提，控制炭化時(shí)間3小時(shí)、活化溫度500℃及活化時(shí)間2小時(shí)，觀察不同炭化溫度對活性炭得率及亞甲基藍(lán)吸附值的影響。從圖3可知，炭化溫度從160℃升至180℃時(shí)，亞甲基藍(lán)吸附值顯著增加，隨后緩慢下降?；钚蕴康寐室苍?80℃時(shí)達(dá)到最大，隨后則急劇下降，繼續(xù)升高溫度則變化緩和。綜合二者，炭化溫度以180℃為最好。

(4)炭化時(shí)間對活性炭的影響

在上面研究基礎(chǔ)上，選擇炭化溫度為180℃，改變炭化時(shí)間，發(fā)現(xiàn)炭化時(shí)間從2小時(shí)增加至3小時(shí)，亞甲基藍(lán)吸附值顯著增加，在4小時(shí)達(dá)到最大值(8.098mL/0.1g)，時(shí)間繼續(xù)增加則呈下降趨勢。炭化溫度4小時(shí)的活性炭得率也顯著高于炭化2小時(shí)和3小時(shí)，超過4小時(shí)則降低。以上表明，炭化溫度控制在4小時(shí)為宜。

(5)活化溫度對活性炭的影響

由圖5可知，在料液比3.0:1、磷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％、炭化溫度180℃、炭化時(shí)間3小時(shí)及活化時(shí)間2小時(shí)的前提下，改變活化溫度，活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值呈現(xiàn)不一致的變 化。隨著溫度增加，亞甲基藍(lán)吸附值顯著升高，在550℃達(dá)到最大，隨后緩慢下降?；钚蕴康寐试诨罨瘻囟?50℃時(shí)呈最大值，之后溫度升高則逐漸下降。這表明活化溫度在550℃可能是較好的選擇。

(6)活化時(shí)間對活性炭的影響

活化時(shí)間對亞甲基藍(lán)吸附值和活性炭得率的影響與活化溫度相似(圖6)。亞甲基藍(lán)吸附值呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在2小時(shí)達(dá)到最大值?；钚蕴康寐孰S著活化時(shí)間的增加逐漸下降，綜合二者考慮活化2小時(shí)較為合適。

(7)正交試驗(yàn)結(jié)果

表1正交試驗(yàn)結(jié)果

由表1正交試驗(yàn)結(jié)果可知，采用不同工藝條件制得的山茱萸果核活性炭的吸附性能也顯著不同，其亞甲基藍(lán)吸附柱最大為10.2mL/0.1g，比最小值(8.1mL/0.1g)高出近26％。影響山茱萸果核活性炭亞甲基藍(lán)吸附值的因素依次為：炭化溫度＞活化時(shí)間＞料液比＞活化溫度，即最佳工藝條件為炭化溫度180℃、料液比3.0:1、活化溫度550℃及活化時(shí)間2小時(shí)。

(8)驗(yàn)證試驗(yàn)及吸附活性結(jié)果與分析

表2驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

活性炭的吸附性能是評價(jià)活性炭質(zhì)量的最主要指標(biāo)，常用的有亞甲基藍(lán)吸附值和碘吸附值。根據(jù)正交試驗(yàn)得到的最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示，活性炭碘吸附值平均為1041.25mg/g，活性炭得率達(dá)51.2％，亞甲基藍(lán)吸附值平均為10.1mL/0.1g，與正交試驗(yàn)中最佳條件下的相近(10.2mL/0.1g)。這表明正交試驗(yàn)得到的條件組合為最優(yōu)。