席草活性炭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種席草活性炭及其制備方法，特別是以席草為原料制備微孔-介孔活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭比表面積大，孔隙發(fā)達(dá)，吸附能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于水處理、脫硫脫氮、催化劑載體、電極材料、儲(chǔ)氫材料、發(fā)光材料等領(lǐng)域。作為制備活性炭的原材料，需要具備高碳含量、來(lái)源豐富、容易降解和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。傳統(tǒng)普遍采用煤炭和木質(zhì)材料制備活性炭，然而在能源危機(jī)的大背景下，需將木質(zhì)材料轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)格更加低廉、資源更豐富、安全可再生的其他原料。以席草為原料來(lái)制備活性炭，一方面在很大程度上降低了活性炭的成本，擴(kuò)大制備活性炭原料來(lái)源；另一方面也使席草得到了資源化利用，同時(shí)避免了無(wú)組織焚燒帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。
[0003]席草產(chǎn)于我國(guó)江蘇、安徽、浙江、臺(tái)灣、四川、廣東、湖南、福建、湖北和江西。可作造紙?jiān)希栊目勺髡硇?、燈芯，還可入藥，在我國(guó)南方一些地區(qū)，席草的種植和初加工是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要收入來(lái)源，也是地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)支柱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供席草活性炭的制備方法，此方法以席草為原料，解決了制備活性炭的原料問(wèn)題；制備工藝簡(jiǎn)單易行，成本低，產(chǎn)品比表面積大。
[0005]本發(fā)明席草活性炭的制備方法包括以下步驟:
[0006]a.原料預(yù)處理:首先將席草用蒸餾水洗干凈，干燥，切割成長(zhǎng)度為l-5cm ;
[0007]b.席草的碳化:將上述步驟a中預(yù)處理好的席草置于馬弗爐中恒溫碳化；
[0008]c.席草的活化:將上述步驟b中碳化的席草與3-15mol/L的活化劑按照固液比為1:1-1:20g/mL浸泡5-48h，真空抽濾除去活化劑溶液，干燥；所述活化劑選自NaOH、K0H、ZnCl2、H3P04* 的一種；
[0009]d.焙燒:將上述步驟c中得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒l_8h，焙燒溫度400-900°C，升溫速度為1_5°C /min，焙燒結(jié)束后取出樣品用蒸餾水洗至pH為6-8，40-80°C干燥4_20h，即可得到席草基活性炭。
[0010]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的席草也可以為農(nóng)作物秸桿、果殼等。
[0011]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的干燥過(guò)程為60-100°C下干燥4 - 24ho
[0012]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的切割也可以為粉碎、球磨等。
[0013]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的碳化恒溫溫度為200_450°C，時(shí)間為l_5h，升溫速度為1-5°C /min。
[0014]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述的干燥過(guò)程為60-100°C 下干燥 4 - 24ho
[0015]發(fā)明有益效果
[0016]1、席草活性炭的制備方法，解決了制備活性炭的原料問(wèn)題，而且席草是草本植物，價(jià)格低廉，豐富易得，秧苗自移栽至收割周期短，降低生產(chǎn)成本；
[0017]2、本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，所需化學(xué)試劑少，制備出的活性炭比表面積大、性能好；
[0018]3、采用本發(fā)明的方法所制得活性炭比表面積2000-3000m2/g，孔徑1-1Onm ；
[0019]4、該方法可以實(shí)現(xiàn)活性炭的量產(chǎn)；
[0020]5、制備過(guò)程中使用的活化劑可以回收再利用，大大降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明附圖2幅；
[0022]圖1是實(shí)施例1席草活性炭隊(duì)吸附曲線(xiàn)；
[0023]圖2是實(shí)施例1席草活性炭孔徑分布曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得，或可以常規(guī)方法制備。
[0025]實(shí)施例1
[0026]a.原料預(yù)處理:首先將席草用蒸餾水洗干凈，80°C干燥，切割成長(zhǎng)度為2cm ;
[0027]b.席草的碳化:將上述步驟a中預(yù)處理好的席草2g置于馬弗爐中恒溫碳化碳化恒溫溫度為300°C，時(shí)間為3h，升溫速度為2°C /min ；
[0028]c.席草的活化:將上述步驟b中碳化的席草與lOmol/L的NaOH的溶液按照固液比為1:10浸泡24h，真空抽濾除去NaOH的溶液，60°C干燥20h ；
[0029]d.焙燒:將上述步驟c中得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒4h，焙燒溫度800°C，升溫速度為2°C /min,焙燒結(jié)束后取出樣品用蒸餾水洗至pH為7，60°C干燥20h，即可得到席草基活性炭。
[0030]圖1是席草活性炭隊(duì)吸附曲線(xiàn)，席草活性炭比表面積2170.38m2/g ;
[0031]圖2是席草活性炭孔徑分布曲線(xiàn)，席草活性炭孔徑l_5nm。
[0032]實(shí)施例2
[0033]a.原料預(yù)處理:首先將席草用蒸餾水洗干凈，80 °C干燥，球磨過(guò)80目篩；
[0034]b.席草的碳化:將上述步驟a中預(yù)處理好的席草2g置于馬弗爐中恒溫碳化碳化恒溫溫度為400°C，時(shí)間為3h，升溫速度為2°C /min ；
[0035]c.席草的活化:將上述步驟b中碳化的席草與8mol/L的NaOH的溶液按照固液比為1:5浸泡12h，真空抽濾除去NaOH的溶液，80°C干燥20h ；
[0036]d.焙燒:將上述步驟c中得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒3h，焙燒溫度750°C，升溫速度為2°C /min,焙燒結(jié)束后取出樣品用蒸餾水洗至pH為7，60°C干燥20h，即可得到席草基活性炭。
[0037]實(shí)施例3
[0038]a.原料預(yù)處理:首先將席草用蒸餾水洗干凈，80 °C干燥，球磨過(guò)80目篩；
[0039]b.席草的碳化:將上述步驟a中預(yù)處理好的席草2g置于馬弗爐中恒溫碳化碳化恒溫溫度為300°C，時(shí)間為3h，升溫速度為3°C /min ；
[0040]c.席草的活化:將上述步驟b中碳化的席草與lOmol/L的呀04的溶液按照固液比為1:10浸泡24h，真空抽濾除去1^04的溶液，80°C干燥20h ；
[0041]d.焙燒:將上述步驟c中得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒4h，焙燒溫度800°C，升溫速度為2°C /min,焙燒結(jié)束后取出樣品用蒸餾水洗至pH為7，80°C干燥16h，即可得到席草基活性炭。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.席草活性炭的制備方法，其特征在于它包括如下步驟: a.原料預(yù)處理:首先將席草用蒸餾水洗干凈，干燥，切割或粉碎； b.席草的碳化:將上述步驟a中預(yù)處理好的席草置于馬弗爐中恒溫碳化，溫度為200-450°C，時(shí)間為 l-5h ； c.席草的活化:將上述步驟b中碳化的席草與3-15mol/L的活化劑按照固液比為1:1-1:20g/mL浸泡5-48h，真空抽濾除去活化劑溶液，干燥；所述活化劑選自NaOH、K0H、ZnCl2、H3P04* 的一種； d.焙燒:將上述步驟c中得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒l_8h，焙燒溫度400-900 0C，焙燒結(jié)束后取出樣品用蒸餾水洗至pH為6_8，40-80 V干燥4-20h，即可得到席草基活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟a中切割長(zhǎng)度為l_5cm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟a中所述的干燥過(guò)程為60-100 °C下干燥4-24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟b中所述的碳化恒溫的升溫速度為1_5°C /min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟c中所述的干燥過(guò)程為60-100 °C下干燥4-24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟d中焙燒升溫速度為 1-5°C /min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的席草活性炭的制備方法，其特征在于:步驟a中所述的席草替換為農(nóng)作物稻桿、果殼。
8.如權(quán)利要求1-7所述制備方法得到的活性炭，比表面積2000-3000m2/g，孔徑1-1Onm0
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種席草活性炭的制備方法，包括如下步驟：a.原料預(yù)處理：首先將席草用蒸餾水洗干凈，干燥，切割成長(zhǎng)度為1-5cm；b.席草的碳化：將處理好的席草置于馬弗爐中恒溫碳化；c.席草的活化：將碳化的席草與3-15mol/L的NaOH的溶液按照固液比為1:1-1:20浸泡5-48h，抽濾，干燥；d.焙燒：將上述步驟得到的樣品置于真空管式爐中，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下焙燒1-8h后，取出樣品用蒸餾水洗至pH為6-8，干燥即可得到席草基活性炭。其比表面積2000-3000m2/g、孔徑1-10nm。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，原料豐富易得，所制得的活性炭含有微孔-介孔結(jié)構(gòu)。
【IPC分類(lèi)】C01B31-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104843702
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510209625
【發(fā)明人】潘勤鶴, 李群, 韓文偉, 岑遠(yuǎn), 嚴(yán)捷, 涂全, 張才靈
【申請(qǐng)人】海南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月25日