專利名稱：催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于活性炭技術(shù)領(lǐng)域，涉及活性炭的制備，具體涉及一種催化活化法制備棕櫚殼活性炭的方法。
背景技術(shù)：
:活性炭是以木材、煤等含碳材料為原料制備的一類具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、巨大比表面積、強(qiáng)吸附能力的材料，在環(huán)保、國(guó)防、化工、食品、醫(yī)藥、紡織等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。近幾年，煤、木屑資源短缺日趨嚴(yán)重，因此不斷開發(fā)活性炭生產(chǎn)的原料、探索新的工藝條件、增加新品種是我國(guó)乃至世界活性炭工業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。棕櫚是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，在東南亞、非洲和南美洲的很多國(guó)家都有種植，在我國(guó)主要分布在長(zhǎng)江以南地區(qū)。其果實(shí)可用于制備棕櫚油，是世界油脂市場(chǎng)的重要組成部分，而每生產(chǎn)2.5kg棕櫚油就會(huì)產(chǎn)生80kg棕櫚殼，但大量的棕櫚殼尚未得到有效利用，多數(shù)進(jìn)行燃燒或者填埋處理。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，棕櫚殼具有高密度、低灰分以及碳含量較高等特點(diǎn)，滿足作為原料制備活性炭的條件。通過嘗試，采用常規(guī)方法制得的活性炭存在得率不高，吸附性能較差等問題。因此本發(fā)明通過在活化階段添加催化劑的方法以提高活性炭產(chǎn)品的得率和吸附性能，從而制備出滿足市場(chǎng)需求的高吸附性能活性炭產(chǎn)品。

目前國(guó)內(nèi)部分發(fā)明是通過炭化料與碳酸鉀干粉混合，這不僅使得碳酸鉀用量大，而且混合效果不佳。CN201210278531.8披露了一種核桃殼制備活性炭的方法，該方法在炭化后，將炭化料干粉與碳酸鉀干粉按照1:1的比例混合，之后在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行直接熱解活化，制備出亞甲基藍(lán)吸附值為90 150mg/g，碘吸附值為300 470mg/g的粉末狀活性炭。CN200810015413.1披露了一種用棕櫚皮制備纖維活性炭的方法，該方法首先將原料進(jìn)行生物發(fā)酵處理，然后經(jīng)過化學(xué)浸潰處理，最后進(jìn)行炭化活化制得纖維狀活性炭產(chǎn)品。其生物發(fā)酵需發(fā)酵處理10 14天，磷酸浸潰需磷酸濃度40 60%，活化溫度390°C 450。。
發(fā)明內(nèi)容
:發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提出一種利用催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，以解決現(xiàn)在活性炭生產(chǎn)中原材料短缺的問題。技術(shù)方案:一種催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，包括炭化、活化、洗滌工序，由下列工序構(gòu)成:( I)炭化工序:以干燥的棕櫚殼為原料在隔氧條件下加熱炭化；(2)浸潰工序:將上述所得炭化料與碳酸鉀溶液混合，使催化劑碳酸鉀溶液充分浸潰進(jìn)入炭化料內(nèi)部；所述的碳酸鉀溶液質(zhì)量百分比濃度為1% 5%，所述炭化料與碳酸鉀的質(zhì)量比例為100:0.5 3 ;(3)活化工序:將浸潰后產(chǎn)物中的水分烘干后置于活化設(shè)備中，通入水蒸氣活化；
(4)洗滌工序:將上述活化后的產(chǎn)物洗滌、干燥即得活性炭。所述步驟(I)炭化工序中，所述炭化加熱溫度為450°C 550°C，炭化時(shí)間為30 90mino步驟(3)活化工序中，所述活化設(shè)備為管式爐，活化溫度為800 950°C，活化時(shí)間為30min 90min,水蒸氣通入量為0.5 2.0g/min。所述的棕櫚殼的粒徑為0.85 2.00mm。有益效果:本發(fā)明以棕櫚殼為原料制備活性炭，并在活化前用炭化料與碳酸鉀溶液浸潰以提高活性炭性能。經(jīng)碳酸鉀催化后，活性炭亞甲基藍(lán)和碘吸附值分別從150 190mg/g和800 950mg/g提高到240 285mg/g和1150 1300mg/g。本發(fā)明用少量碳酸鉀溶液浸潰，不僅大大節(jié)約了生產(chǎn)成本而且提高了碳酸鉀的催化效果。本發(fā)明采用新原料制備活性炭，不僅節(jié)約成本，而且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的再利用。由于原材料低廉的價(jià)格，本發(fā)明為活性炭的生產(chǎn)提供了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
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將棕櫚殼破碎、篩分，取0.85 2.0Omm作為實(shí)驗(yàn)原料,置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，120°C下干燥6h得到棕櫚殼顆粒以備用。一種催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，包括炭化、活化、洗滌工序，由下列工序構(gòu)成:(I)炭化工序:以干燥的棕櫚殼粉為原料在隔氧條件下加熱炭化；炭化，去除有機(jī)及揮發(fā)分，得到適宜于活化的原始孔隙和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的炭化料。(2)浸潰工序:將上述所得炭化料與碳酸鉀溶液混合，使催化劑碳酸鉀溶液充分浸潰進(jìn)入炭化料內(nèi)部；所述的碳酸鉀溶液質(zhì)量百分比濃度為1% 5%，所述炭化料與碳酸鉀的質(zhì)量比例為100:0.5 3。(3)活化工序:將浸潰后產(chǎn)物中的水分烘干后置于活化設(shè)備中，通入水蒸氣活化，可以生產(chǎn)豐富的孔結(jié)構(gòu)；(4)洗滌工序:將上述活化后的產(chǎn)物洗滌、干燥即得活性炭。所述步驟(I)炭化工序中，所述炭化加熱溫度為450°C 550°C，炭化時(shí)間為30 90mino步驟(3)活化工序中，所述活化設(shè)備為管式爐，活化溫度為800 950°C，活化時(shí)間為30min 90min,水蒸氣通入量為0.5 2.0g/min。所述的棕櫚殼粉的粒徑為0.85 2.00mm。實(shí)施例1:將IOOg原料棕櫚殼放入坩堝中于450°C在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行絕氧炭化lh，其后取IOg炭化料與5ml質(zhì)量百分比濃度為2%的碳酸鉀溶液浸潰，此時(shí)炭化料和碳酸鉀浸潰的質(zhì)量比例即為100:1，烘干后置于管式爐中在850°C，水蒸氣速度lg/min的條件下活化lh，最后經(jīng)水洗烘干，得到產(chǎn)品，其亞甲基藍(lán)吸附值為240mg/g，碘吸附值1164mg/g。實(shí)施例2:將IOOg原料放入坩堝中于450°C在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行絕氧炭化90min，其后取IOg炭化料與5ml質(zhì)量百分比濃度為1.4%的碳酸鉀溶液浸潰，此時(shí)炭化料和浸潰溶液中碳酸鉀的質(zhì)量比例即為100:0.7，烘干后置于于管式爐中在850°C，水蒸氣速度1.5g/min的條件下活化1.5h，最后經(jīng)水洗烘干，得到產(chǎn)品，其亞甲基藍(lán)吸附值為278mg/g，碘吸附值1268mg/g。實(shí)施例3:將IOOg原料放入坩堝中于550°C在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行絕氧炭化30min，其后取IOg炭化料與5ml質(zhì)量百分比濃度為5%的碳酸鉀溶液浸潰，此時(shí)炭化料和浸潰溶液中碳酸鉀的質(zhì)量比例即為100:2.5，烘干后置于于管式爐中在9501:，水蒸氣速度28/1^11的條件下活化0.5h，最后經(jīng)水洗烘干，得到產(chǎn)品，其亞甲基藍(lán)吸附值為245mg/g，碘吸附值IlSOmg/
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權(quán)利要求
1.一種催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，包括炭化、活化、洗滌工序，其特征在于，由下列工序構(gòu)成: (1)炭化工序:以干燥的棕櫚殼為原料在隔氧條件下加熱炭化； (2)浸潰工序:將上述所得炭化料與碳酸鉀溶液混合，使催化劑碳酸鉀溶液充分浸潰進(jìn)入炭化料內(nèi)部；所述的碳酸鉀溶液質(zhì)量百分比濃度為1% 5%，所述炭化料與碳酸鉀的質(zhì)量比例為100:0.5 3 ; (3)活化工序:將浸潰后產(chǎn)物中的水分烘干后置于活化設(shè)備中，通入水蒸氣活化； (4)洗滌工序:將上述活化后的產(chǎn)物洗滌、干燥即得活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，其特征在于:所述步驟(I)炭化工序中，所述炭化加熱溫度為450°C 550°C，炭化時(shí)間為30 90min。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，其特征在于:步驟(3)活化工序中，所述活化設(shè)備為管式爐，活化溫度為800 950°C，活化時(shí)間為30min 90min，水蒸氣通入量為0.5 2.0g/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，其特征在于，所述的棕櫚殼的粒徑為0.85 2.00mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種催化活化制備棕櫚殼活性炭的方法，包括炭化、活化、洗滌工序，由下列工序構(gòu)成炭化工序以干燥的棕櫚殼為原料在隔氧條件下加熱炭化;浸漬工序?qū)⑸鲜鏊锰炕吓c碳酸鉀溶液混合，使催化劑碳酸鉀溶液充分浸漬進(jìn)入炭化料內(nèi)部；所述的碳酸鉀溶液質(zhì)量百分比濃度為1%～5%，所述炭化料與碳酸鉀的質(zhì)量比例為1000.5～3；活化工序?qū)⒔n后產(chǎn)物中的水分烘干后置于活化設(shè)備中，通入水蒸氣活化；洗滌工序?qū)⑸鲜龌罨蟮漠a(chǎn)物洗滌、干燥即得活性炭。節(jié)約了生產(chǎn)成本而且提高了碳酸鉀的催化效果。活性炭亞甲基藍(lán)和碘吸附值分別為240～285mg/g和1150～1300mg/g。
文檔編號(hào)C01B31/10GK103213983SQ20131016617
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者鄧先倫, 郭昊, 朱光真, 王國(guó)棟 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所