本發(fā)明涉及植物加工領(lǐng)域，特別涉及一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法。

背景技術(shù)：

植物的落葉其本身是含碳量很高的，非常適合作為活性炭的生產(chǎn)材料使用，而現(xiàn)有技術(shù)中將植物質(zhì)原料加工為活性炭通常都是采用分離和高溫碳化的方式，如公開號為CN101955181A，公開時間為2011年1月26日，名稱為“利用落葉松木材快速熱解副產(chǎn)物炭制備活性炭的方法”的中國發(fā)明專利文獻(xiàn)，公開了一種利用落葉松木材快速熱解副產(chǎn)物炭制備活性炭的方法，首先對落葉松木材進(jìn)行快速熱解，得到熱解炭和熱解氣；對上述熱解氣進(jìn)行冷凝，得到熱解油和不可冷凝氣體，使不可冷凝氣體在空氣中燃燒，得到活化氣體；用活化氣體作為活化劑，對熱解炭進(jìn)行活化，冷卻至室溫，得到活性炭，使活化過程中產(chǎn)生的高溫尾氣循環(huán)使用。本發(fā)明方法，在活化過程中不需要加入外部熱源和活化劑，熱解產(chǎn)物綜合利用率高，環(huán)境污染?。恢苽浠钚蕴康墓に嚭唵?，能源利用率高，實(shí)現(xiàn)了熱量循環(huán)利用，節(jié)約能源，得到的活性炭吸附性能良好，各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，可以廣泛應(yīng)用于氣相吸附和化工產(chǎn)品的脫色；但是采用這種方式在加工含水量較高或者本身材質(zhì)較難被碳化的植物落葉時，僅僅采用一般的分離和高溫碳化方式所制作出來的活性炭其性能比較一般，而且成品率也較低，吸附性等都不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用等離子體的高溫作為碳化的熱源、結(jié)合化學(xué)活化劑活化方法最后再次高溫表面處理以高效的將樹葉轉(zhuǎn)換為高性能活性炭的方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

所述活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%。

所述惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境。

所述干燥碳化處理過程中，所述惰性氣體是持續(xù)輸入以保持惰性氣體環(huán)境和調(diào)整溫度，所述惰性氣體的輸入流量為50SLPM-200SLPM。

所述表面活化處理過程中引入等離子體流將溫度升高至700-800℃。

本發(fā)明的有益效果如下：

一、本發(fā)明提供的一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。

二、本發(fā)明提供的一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%，這樣的配比保證了活化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活化效果的提升。

三、本發(fā)明提供的一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境，可選擇范圍廣，采用組合的形式也可以滿足條件，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)的難度要求。

四、本發(fā)明提供的一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，干燥碳化處理過程中，惰性氣體是以50SLPM-200SLPM的輸入流量持續(xù)輸入的，持續(xù)輸入惰性氣體可以保證反應(yīng)范圍中不會因?yàn)闇囟?、壓力、氣流等變化?dǎo)致隔氧性下降。

五、本發(fā)明提供的一種利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，表面活化處理過程中引入等離子體流將溫度升高至700-800℃，此溫度下滿足絕大多數(shù)植物葉物料的表面碳化改性的溫度要求，同時也不會因?yàn)檫^高溫度導(dǎo)致其他物質(zhì)產(chǎn)生復(fù)合反應(yīng)。

具體實(shí)施方式

以下通過幾個具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案，需要說明的是，本發(fā)明的技術(shù)方案包含但不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

這是本發(fā)明的一種最基本實(shí)施方案。包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。下面引用采用了本方法所生產(chǎn)的活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)表（表一）以進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)勢，其中樣品1和2為對照組，為采用現(xiàn)有方法碳化的結(jié)果，而樣品3和4則是采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行制造的碳化結(jié)果。

表一 對照試驗(yàn)活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果

實(shí)施例2

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

所述活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%。

這是本發(fā)明的一種優(yōu)選的本實(shí)施方案。包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。下面引用采用了本方法所生產(chǎn)的活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)表以進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)勢，其中樣品1和2為對照組，為采用現(xiàn)有方法碳化的結(jié)果，而樣品3和4則是采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行制造的碳化結(jié)果；活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%，這樣的配比保證了活化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活化效果的提升。

實(shí)施例3

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

所述活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%。

所述惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境。

這是本發(fā)明的一種優(yōu)選的本實(shí)施方案。包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。下面引用采用了本方法所生產(chǎn)的活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)表以進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)勢，其中樣品1和2為對照組，為采用現(xiàn)有方法碳化的結(jié)果，而樣品3和4則是采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行制造的碳化結(jié)果；活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%，這樣的配比保證了活化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活化效果的提升；惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境，可選擇范圍廣，采用組合的形式也可以滿足條件，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)的難度要求。

實(shí)施例4

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

所述活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%。

所述惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境。

述干燥碳化處理過程中，所述惰性氣體是持續(xù)輸入以保持惰性氣體環(huán)境和調(diào)整溫度，所述惰性氣體的輸入流量為50SLPM-200SLPM。

這是本發(fā)明的一種優(yōu)選的本實(shí)施方案。包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。下面引用采用了本方法所生產(chǎn)的活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)表以進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)勢，其中樣品1和2為對照組，為采用現(xiàn)有方法碳化的結(jié)果，而樣品3和4則是采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行制造的碳化結(jié)果；活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%，這樣的配比保證了活化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活化效果的提升；惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境，可選擇范圍廣，采用組合的形式也可以滿足條件，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)的難度要求；干燥碳化處理過程中，惰性氣體是以50SLPM-200SLPM的輸入流量持續(xù)輸入的，持續(xù)輸入惰性氣體可以保證反應(yīng)范圍中不會因?yàn)闇囟?、壓力、氣流等變化?dǎo)致隔氧性下降。

實(shí)施例5

利用等離子體結(jié)合活化劑將樹葉轉(zhuǎn)換為活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟

預(yù)處理：將樹葉通過篩選、干燥、研磨后得到10-60目規(guī)格、含水量≦15%的粒料；

活化劑浸漬：將所述粒料浸入包含氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑中進(jìn)行活化處理，且使用的活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時；

干燥碳化處理：將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘，將粒料碳化；

清洗處理：將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，干燥溫度保持在105±5℃，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%；

表面活化處理：在清洗處理過程中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒。

所述活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%。

所述惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境。

述干燥碳化處理過程中，所述惰性氣體是持續(xù)輸入以保持惰性氣體環(huán)境和調(diào)整溫度，所述惰性氣體的輸入流量為50SLPM-200SLPM。

所述表面活化處理過程中引入等離子體流將溫度升高至700-800℃。

這是本發(fā)明的一種優(yōu)選的本實(shí)施方案。包括預(yù)處理、活化劑浸漬、干燥碳化處理、清洗處理和表面活化處理步驟，預(yù)處理的步驟中先將樹葉原料篩選出優(yōu)良的原料，干燥脫水后再研磨，這樣可以保證原料的品質(zhì)，干燥脫水后也更便于研磨處理為后續(xù)加工所需要的規(guī)格，并且干燥的粒料有含水量低的優(yōu)勢；活化劑浸漬步驟中，采用包合氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）、無水乙醇和去離子水的活化劑，生物質(zhì)原料遇堿性活化劑更易脫水碳化，使用氯化鹽（氯化鋅）作為去離子水和堿液的添加是為了阻礙堿液與物料中的物質(zhì)過快反應(yīng)生成氯化鹽而影響堿液對物料的脫水碳化活化作用，活化劑的量與所述粒料的量按照2.5-3.5:1進(jìn)行配比，浸漬時間≧2小時足以使活化碳化反應(yīng)充分徹底；干燥碳化處理步驟中，將經(jīng)過活化劑浸漬的粒料置于惰性氣體環(huán)境中，引入等離子體流進(jìn)行升溫干燥和碳化，等離子體流可以產(chǎn)生極高的溫度、方便精確調(diào)控，并且具有一定的電學(xué)特性，在碳化過程中可以有效提高物料的碳化程度，在惰性氣體環(huán)境中按照4-6℃/min的升溫曲線將溫度升高至350±50℃并保持溫度45-60分鐘將粒料碳化，逐漸升溫有助于避免突然高溫導(dǎo)致物料表面高速碳化而內(nèi)部無法得到有效升溫影響碳化過程，最終保持在預(yù)定的碳化溫度中保持一定時間以保證物料被充分碳化，特別是對于綠葉植物，還可以破壞其葉綠體結(jié)構(gòu)；清洗處理步驟中，將經(jīng)過碳活化處理的粒料用分析純鹽酸（HCl）攪拌清洗以中和活化劑浸漬時留下的堿殘留，再用去離子水清洗至中性后進(jìn)行真空脫水干燥處理，真空狀態(tài)避免干燥時物料親氧甚至燃燒影響產(chǎn)品質(zhì)量，干燥溫度保持在105±5℃保證水分的蒸發(fā)干燥，真空度保持在90-100KPa，直至所述粒料的含水量≦5%，此時可以視為物料已經(jīng)達(dá)到甚至超過一般活性炭的標(biāo)準(zhǔn)；表面活化處理步驟中，當(dāng)所述粒料的含水量≦5%時再次在真空環(huán)境中引入等離子體流對粒料的表面進(jìn)行改性和活化，且表面活化處理的過程需要保持真空環(huán)境，活化處理時間5-10秒，利用等離子體流的超高溫度使物料表面迅速改性，增強(qiáng)其單位體積內(nèi)的表面吸附能力。下面引用采用了本方法所生產(chǎn)的活性炭表面孔隙數(shù)據(jù)樣本測試結(jié)果數(shù)據(jù)表以進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)勢，其中樣品1和2為對照組，為采用現(xiàn)有方法碳化的結(jié)果，而樣品3和4則是采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行制造的碳化結(jié)果；活化劑中氫氧化鉀（KOH）、氯化鋅（ZnCl₂）和無水乙醇的占比≧60%，且氫氧化鉀（KOH）的占比≧40%，這樣的配比保證了活化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活化效果的提升；惰性氣體環(huán)境是指充滿氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）氣或者其兩項(xiàng)或多項(xiàng)結(jié)合的氣體環(huán)境，可選擇范圍廣，采用組合的形式也可以滿足條件，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)的難度要求；干燥碳化處理過程中，惰性氣體是以50SLPM-200SLPM的輸入流量持續(xù)輸入的，持續(xù)輸入惰性氣體可以保證反應(yīng)范圍中不會因?yàn)闇囟取毫?、氣流等變化?dǎo)致隔氧性下降；表面活化處理過程中引入等離子體流將溫度升高至700-800℃，此溫度下滿足絕大多數(shù)植物葉物料的表面碳化改性的溫度要求，同時也不會因?yàn)檫^高溫度導(dǎo)致其他物質(zhì)產(chǎn)生復(fù)合反應(yīng)。