本發(fā)明涉及一種稻殼活性炭的制備和活化工藝，屬于活性炭制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活性炭來源廣泛，具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，具有穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，良好的熱穩(wěn)定性，不溶于水和有機(jī)溶劑因而具有廣泛的用途和良好的可再生性?；诓煌讖椒植己捅砻婀倌軋F(tuán)的活性炭可對廢氣、廢液中的特定物質(zhì)進(jìn)行有選擇性地吸附?；钚蕴勘砻婢哂械呢S富官能團(tuán)使其能夠通過改性具有特定的官能團(tuán)，對特定的物質(zhì)有更強(qiáng)的吸附能力。制造活性炭的原料主要分為三大類：植物類原料、礦物類原料及其他廢碳物質(zhì)。職植物類原料主要至木質(zhì)類植物的桿、殼、皮等，包括木材、木炭、果殼、纖維素等。我國稻殼資源極為豐富，但多作為農(nóng)業(yè)廢物丟棄或低級燃料使用，綜合利用率很低。利用稻殼制作活性炭，提高稻殼的利用率，提升其使用價(jià)值，具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
目前的活性炭活化方法主要包括：物理活化法、化學(xué)活化法和聯(lián)合活化法，化學(xué)活化法具有活化溫度低、活化時(shí)間短、能耗低、活化反應(yīng)易控制、制備工藝成熟、產(chǎn)品產(chǎn)率髙、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)。利用化學(xué)法對活性炭材料進(jìn)行改性處理，使其表面添加特殊的官能團(tuán)，增加活性炭化學(xué)吸附作用，提高其對特定污染的吸附能力，提高活性炭的專一性。
稻殼的木質(zhì)素含量豐富，占稻殼的20％以上。稻殼內(nèi)為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維素和半纖維素易熱解，稻殼在高溫下可形成木質(zhì)素為主的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為與活化劑接觸良好的木質(zhì)素原料。稻殼經(jīng)不充分燃燒形成稻殼灰，溶出si02后為空心的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，已具備較大比表面積，是制備活性炭的良好原料。制成的稻殼基活性炭用途廣泛，可成為一種有效的吸附劑，用于處理廢氣、廢水，能以廢治廢，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提供一種稻殼活性炭的制備和活化工藝，常用活性炭制備原料有煤炭、木材和果殼等，其來源有限或生長周期過長，導(dǎo)致活性炭生產(chǎn)成本較高，不適合大規(guī)模應(yīng)用，且吸附力較差。本專利旨在利用將稻殼廢棄物變廢為寶，獲得具有高吸附性，可用于處理廢氣、廢水的活性炭，降低活性炭的制造成本，解決傳統(tǒng)活性炭作為吸附材料比表面積過小，吸附能力較差的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種稻殼活性炭的制備和活化工藝，其具體步驟如下：
(1)清洗：將稻殼用蒸餾水沖洗干凈后，置于干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定；
(2)炭化：將經(jīng)過清晰后的稻殼與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-55％的氯化鋅溶液按料液比1:1-3:1均勻混合后，放入105℃炭化爐中進(jìn)行炭化；
(3)過篩：用去離子水清洗炭化后的稻殼，在75-90℃烘箱中烘干，冷卻至室溫，研磨過40目篩，得到脫桂稻殼殘?jiān)?/p>
(4)浸漬：在脫桂稻殼殘?jiān)尤雺A性活化劑溶液，并且每隔4h攪拌一次，浸漬18-36h。
(5)活化：用量濃度為0.05-0.25mol/l的鹽酸溶液對活化后的活性炭進(jìn)行酸洗。
(6)清洗：將酸洗后的活性炭用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到清洗液的ph在6.7-7.1之間。
(7)研磨：將清洗后的活性炭放入75-90℃的烘箱中烘干，取出后冷卻到室溫，研磨過200目篩，得到活性炭成品。
步驟01中采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-55％的氯化鋅溶液按料液比1:1-3:1與稻殼進(jìn)行初步炭化。
步驟03中所述堿性活化劑溶液為koh、naoh、k2co3、na2co3中兩種或多種堿混合溶液，物料比在1：1-1:5之間。
步驟05中采用量濃度為0.05-0.25mol/l的鹽酸溶液對活化后的樣品進(jìn)行酸洗。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
以稻殼為原料，既避免了因處理不當(dāng)引起的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)等問題，又可以提高稻殼的使用價(jià)值，變廢為寶。
以化學(xué)活化法制備活性炭，工藝流程高效快捷、操作簡單、易于控制、適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
稻殼具有木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，炭化和活化后的活性炭比表面積大，吸附能力強(qiáng)，且能大幅度降低活性炭的制備成本。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施案例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
實(shí)施例1
(1)清洗：將稻殼用蒸餾水沖洗干凈后，置于干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定；
(2)炭化：將經(jīng)過清晰后的稻殼與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的氯化鋅溶液按料液比1:1均勻混合后，放入105℃炭化爐中進(jìn)行炭化；
(3)過篩：用去離子水清洗炭化后的稻殼，在80℃烘箱中烘干，冷卻至室溫，研磨過40目篩，得到脫桂稻殼殘?jiān)?/p>
(4)浸漬：在脫桂稻殼殘?jiān)尤雺A性活化劑溶液，并且每隔4h攪拌一次，浸漬20h。堿性活化劑溶液為koh和k2co3兩種堿混合溶液(混合比為1:1)，物料比為1：2。
(5)活化：用量濃度為0.1mol/l的鹽酸溶液對活化后的活性炭進(jìn)行酸洗。
(6)清洗：將酸洗后的活性炭用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到清洗液的ph為7。
(7)研磨：將清洗后的活性炭放入75-90℃的烘箱中烘干，取出后冷卻到室溫，研磨過200目篩，得到活性炭成品。
實(shí)施例2
(1)清洗：將稻殼用蒸餾水沖洗干凈后，置于干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定；
(2)炭化：將經(jīng)過清晰后的稻殼與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的氯化鋅溶液按料液比1:1均勻混合后，放入105℃炭化爐中進(jìn)行炭化；
(3)過篩：用去離子水清洗炭化后的稻殼，在80℃烘箱中烘干，冷卻至室溫，研磨過40目篩，得到脫桂稻殼殘?jiān)?/p>
(4)浸漬：在脫桂稻殼殘?jiān)尤雺A性活化劑溶液，并且每隔4h攪拌一次，浸漬20h。堿性活化劑溶液為koh和、na2co3、k2co3三種堿混合溶液，物料比為1：2。
(5)活化：用量濃度為0.2mol/l的鹽酸溶液對活化后的活性炭進(jìn)行酸洗。
(6)清洗：將酸洗后的活性炭用去離子水進(jìn)行反復(fù)沖洗，直到清洗液的ph為7。
(7)研磨：將清洗后的活性炭放入75-90℃的烘箱中烘干，取出后冷卻到室溫，研磨過200目篩，得到活性炭成品。