一種多孔吸附材料及橡膠籽殼制備該多孔吸附材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多孔吸附材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種多孔吸附材料及利用橡膠籽殼制備該多孔吸附材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含一定數(shù)量孔洞的固體叫多孔材料，是一種由相互貫通或封閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構(gòu)成。按照孔徑大小的不同，多孔材料又可以分為微孔(孔徑小于2nm)材料、介孔(孔徑2-50nm)材料和大孔(孔徑大于50nm)材料。多孔吸附材料具有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、較強(qiáng)的吸附能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，被應(yīng)用于石化、電力、化工、食品等多個(gè)行業(yè)。成型顆粒多孔吸附材料的再生方法有很多，例如:熱再生法、生物再生法、溶劑再生法、電化學(xué)再生法、超聲波再生法、微波輻照再生法等。
[0003]橡膠樹，別名三葉橡膠，為大戟科植物，原產(chǎn)巴西，典型的熱帶雨林植物，屬于多年生熱帶樹木。天然橡膠樹在東南亞地區(qū)的栽種面積占世界的90%，主要出產(chǎn)天然橡膠。除橡膠這一主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物外，橡膠樹每一年每公頃還生產(chǎn)大概0.8-1.2t橡膠籽。據(jù)實(shí)地調(diào)研和科學(xué)測(cè)算，橡膠林可年產(chǎn)橡膠籽30-45kg/667m2。2012年，我國(guó)可以結(jié)果實(shí)(3齡以上)的橡膠樹接近100萬(wàn)hm2，每年可以產(chǎn)出橡膠籽42-63萬(wàn)t。當(dāng)前，除了少量用于育種和零星初加工獲得橡膠籽油外，橡膠籽90%以上腐爛在地里，造成資源浪費(fèi)巨大，非?？上А?br>[0004]橡膠籽殼的主要成分是纖維素、半纖維素及木質(zhì)素，它質(zhì)地堅(jiān)硬，灰分含量較低，揮發(fā)分含量較高，是生產(chǎn)不定型顆粒多孔吸附材料的優(yōu)質(zhì)原料。橡膠籽產(chǎn)量高，利用橡膠籽殼制備多孔吸附材料不僅可以提高橡膠籽的利用率，還能開拓出多孔吸附材料原料的又一途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種橡膠籽殼制備多孔吸附材料的方法，該方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、原料充足、技術(shù)參數(shù)穩(wěn)定、環(huán)保低耗、可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)，制備的多孔吸附材料吸附能力強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供由上述方法制備得到的多孔吸附材料。本發(fā)明所制備的吸附材料吸附能力強(qiáng)、空隙發(fā)達(dá)、比表面積大。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種橡膠籽殼制備多孔吸附材料的方法，包含如下步驟:
[0009](I)將橡膠籽殼進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，干燥，得到顆粒料；所述橡膠籽殼過(guò)篩的目數(shù)為40?50目；所述干燥為自然干燥或烘干；所述烘干的溫度為60?105°C，所述干燥直至橡膠籽殼中含水率小于2% ；
[0010](2)將干燥后的顆粒料加入活化劑溶液中進(jìn)行活化處理，濾干，將顆粒料進(jìn)行微波爐輻射，后續(xù)處理，得到多孔吸附材料。
[0011]步驟⑵中所述活化劑為堿性活化劑、酸性活化劑或鹽類活化劑。
[0012]所述活化劑溶液中當(dāng)活化劑為堿性活化時(shí)，其質(zhì)量濃度為20%?25% ;當(dāng)活化劑為酸性活化劑時(shí)，其質(zhì)量濃度為50%?55% ;當(dāng)活化劑為鹽類活化劑時(shí)，其質(zhì)量濃度為40%?50%。
[0013]所述堿性活化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉；所述酸性活化劑為磷酸、焦磷酸或硫酸；所述鹽類活化劑為氯化鉀、氯化鋅。
[0014]步驟⑵中所述顆粒料與活化劑溶液的質(zhì)量體積比為Ig: (10?20)mL。
[0015]步驟(2)中所述活化處理時(shí)間為24?48h。
[0016]步驟(2)中所述微波爐輻射的功率為700W?800W ;所述微波輻射時(shí)間為5?15min0
[0017]步驟(2)中所述后續(xù)處理是指將經(jīng)過(guò)微波輻射處理的顆粒料經(jīng)過(guò)洗滌，烘干處理；所述洗滌具體是指當(dāng)活化處理時(shí)活性劑為堿性活化劑或鹽類活化劑，將微波輻射處理的顆粒料依次進(jìn)行酸洗，蒸餾水洗滌，去離子水洗滌直至洗滌液的pH為6?7 ;當(dāng)活性劑為酸性活化劑時(shí)，將微波輻射處理的顆粒料依次進(jìn)行蒸餾水洗滌，去離子水洗滌直至洗滌液的pH為6?7。
[0018]所述酸洗將顆粒料浸入鹽酸溶液中，于95?100°C酸洗30min。所述鹽酸溶液中氯化氫與水的體積比1:9。
[0019]所述烘干處理的條件為于90?105°C干燥I?2h。
[0020]所述多孔吸附材料由上述方法制備得到。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0022]本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保低耗、可持續(xù)發(fā)展；制備的多孔吸附材料，吸附能力強(qiáng)、空隙發(fā)達(dá)、比表面積大、產(chǎn)品性能價(jià)格比高；并且利用的原料為橡膠籽殼，提高了橡膠籽的附加值，原料充足，為多孔吸附材料原料開拓了又一途徑。因此，利用橡膠籽殼制備多孔吸附材料具有較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為實(shí)施例1制備的多孔吸附材料的SEM圖；其中(a)為2.0OK倍；(b)為10.0K倍。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0025]實(shí)施例1
[0026]將橡膠籽殼粉碎過(guò)40目篩，得到橡膠籽殼粉；將橡膠籽殼粉放入105°C鼓風(fēng)干燥箱干燥lh，得到顆粒料；稱取1g干燥橡膠籽殼粉即顆粒料浸入150ml質(zhì)量濃度為20%的氫氧化鈉溶液中，浸漬24h，濾干后，將顆粒料放入家用微波爐中，以功率為700W的微波輻照7min，將輻照后的顆粒料浸入鹽酸溶液中(鹽酸溶液中氯化氫與水的體積比為1:9)進(jìn)行酸洗，酸洗溫度為95°C，酸洗時(shí)間為30min ;然后用蒸餾水洗滌，再用去離子水洗滌至最后一滴洗滌液PH為7 ;最后將洗滌后的產(chǎn)品放入干燥箱中烘干(干燥溫度為105°C，干燥時(shí)間為2h)，制得多孔吸附材料，其結(jié)構(gòu)表征如圖1所示。所制得的多孔吸附材料具有如下性能:BET多點(diǎn)法(P/P。= 0.040-0.320)比表面為182.67m7g，平均孔直徑為22.91nm。
[0027]實(shí)施例2
[0028]將橡膠籽殼粉碎過(guò)40目篩，得到橡膠籽殼粉；將橡膠籽殼粉放入105°C鼓風(fēng)干燥箱干燥lh，得到顆粒料；稱取1g干燥橡膠籽殼粉即顆粒料浸入150ml質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液中，浸漬24h，濾干后，將顆粒料放入家用微波爐中，以功率為800W的微波輻照9min，將輻照后的顆粒料浸入鹽酸溶液中(鹽酸溶液中氯化氫與水的體積比為1:9)進(jìn)行酸洗，酸洗溫度為95°C，酸洗時(shí)間為30min ;然后用蒸餾水洗滌，再用去離子水洗滌至最后一滴洗滌液PH為7 ;最后將洗滌后的產(chǎn)品放入干燥箱中烘干(干燥溫度為105°C，干燥時(shí)間為2h)，制得多孔吸附材料。所制得的多孔吸附材料具有如下性能:BET多點(diǎn)法(Ρ/Ρ0 =
0.040-0.320)比表面為 214.55m2/g，平均孔直徑為 22.47nm