利用秸稈制備活性炭的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用秸稈制備活性炭的方法，包括：步驟一、將秸稈粉碎為秸稈粉，之后將秸稈粉浸泡于質(zhì)量濃度為30％的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；步驟二、首先秸稈粉置于鹽水中浸泡12～20h，之后乙醇溶液中浸泡5～9h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將秸稈粉烘干；步驟三、將秸稈粉與造孔劑混合均勻得到混合體，之后將混合體捏合0.1～2h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料；步驟四、將等離子水在加壓條件20～40MPa下預(yù)熱至350～380℃，之后再將等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；步驟五、使炭化料和等離子發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
【專利說明】
利用秸稈制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種利用秸桿制備活性炭的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱。通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物(通常為粗糧)在收獲籽實(shí)后的剩余部分。由于秸桿中纖維的成分較高，對其進(jìn)行生物降解比較困難。每年一到麥?zhǔn)栈蛘咔锸占竟?jié)，焚燒秸桿的現(xiàn)象非常多，這不僅僅是造成了環(huán)境了污染，更大的損失在于造成了原料的浪費(fèi)。
[0003]活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳。廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。近年來，用于家庭中吸附異味或有害氣體等的情況也越來越多?；钚蕴康闹苽湟话阋阅静?、煤炭或者廢舊輪胎等為原料，制備工藝較復(fù)雜，成本也較高，且存在一定程度的環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明還有一個目的是提供一種利用秸桿制備活性炭的方法。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0007]—種利用秸桿制備活性炭的方法，包括:
[0008]步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；
[0009]步驟二、首先將步驟一中處理過的秸桿粉置于質(zhì)量體積比為5%?10%的鹽水中浸泡12?20h，之后置于體積濃度為30%?60%的乙醇溶液中浸泡5?9h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% (w/w);
[0010]步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑按照質(zhì)量比4?10:1混合均勻得至IJ混合體，之后將所述混合體于溫度150?250°C下捏合0.1?2h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料；
[0011]步驟四、將等離子水在加壓條件20?40MPa下預(yù)熱至350?380°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；
[0012]步驟五、在壓力20?40MPa下和溫度600?800 °C的條件下，使所述炭化料和等離子水發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
[0013]優(yōu)選的是，所述的利用秸桿制備活性炭的方法中，所述步驟一中，所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為10?15:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為8?10:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5:1。
[0014]優(yōu)選的是，所述的利用秸桿制備活性炭的方法中，所述步驟三中，所述造孔劑為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇或纖維素。
[0015]優(yōu)選的是，所述的利用秸桿制備活性炭的方法中，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的0.1 %?0.2 %。
[0016]優(yōu)選的是，所述的利用秸桿制備活性炭的方法中，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括硅膠和磷酸二氫鋁。
[0017]優(yōu)選的是，所述的利用秸桿制備活性炭的方法中，所述步驟四中，所述等離子水與所述炭化料的質(zhì)量比為1:2?3。
[0018]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0019]本發(fā)明首先將秸桿粉碎后，再利用鹽水、乙醇溶液和水依次浸泡秸桿，使其中的纖維成分略微軟化，之后再將該秸桿經(jīng)捏合、炭化和活化反應(yīng)制成活性炭，制作步驟簡單、能耗低；
[0020]本發(fā)明制得的活性炭具有較高的中孔率和較高的強(qiáng)度；
[0021 ]本發(fā)明變廢為寶，對環(huán)境友好
[0022]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0025]本發(fā)明提供一種利用秸桿制備活性炭的方法，包括:
[0026]步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；
[0027]步驟二、首先將步驟一中處理過的秸桿粉置于質(zhì)量體積比為5%?10%的鹽水中浸泡12?20h，之后置于體積濃度為30%?60%的乙醇溶液中浸泡5?9h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% (w/w);
[0028]步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑按照質(zhì)量比4?10:1混合均勻得到混合體，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的0.1 %?
0.2%之后將所述混合體于溫度150?250°C下捏合0.1?2h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料;捏合能夠使得秸桿粉的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以利于活性炭的形成。
[0029]步驟四、將等離子水在加壓條件20?40MPa下預(yù)熱至350?380°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；
[0030]步驟五、在壓力20?40MPa下和溫度600?800 °C的條件下，使所述炭化料和等離子水發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
[0031]在本發(fā)明的其中一個實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述步驟一中，所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為10?15:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為8?10:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5:1。
[0032]在本發(fā)明的其中一個實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述步驟三中，所述造孔劑為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇或纖維素。
[0033]在本發(fā)明的其中一個實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的0.1 %?0.2 %。
[0034]在本發(fā)明的其中一個實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括硅膠和磷酸二氫招O
[0035]在本發(fā)明的其中一個實(shí)施例中，作為優(yōu)選，所述等離子水與所述炭化料的質(zhì)量比為1:2?3。
[0036]實(shí)施例1
[0037]—種利用秸桿制備活性炭的方法，包括:
[0038]步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；
[0039]步驟二、首先將秸桿粉置于質(zhì)量體積比為5%的鹽水中浸泡12h，之后置于體積濃度為30%的乙醇溶液中浸泡5h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% ;所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為10:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為8:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5:1。
[0040]步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑聚乙烯醇縮丁醛按照質(zhì)量比4:1混合均勻得到混合體，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的0.1%，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括硅膠和磷酸二氫鋁，之后將所述混合體于溫度150°C下捏合0.1h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料；
[0041]步驟四、將等離子水在加壓條件20MPa下預(yù)熱至350°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；所述等離子水與所述炭化料的質(zhì)量比為1: 2。
[0042]步驟五、在壓力20MPa下和溫度600°C的條件下，使所述炭化料和所述等離子水發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
[0043]實(shí)施例2
[0044]一種利用秸桿制備活性炭的方法，包括:
[0045]步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；
[0046]步驟二、首先將秸桿粉置于質(zhì)量體積比為10%的鹽水中浸泡20h，之后置于體積濃度為60%的乙醇溶液中浸泡9h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% (w/w);所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為15:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為10:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5:1。
[0047]步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑聚乙二醇按照質(zhì)量比10:1混合均勻得到混合體，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的
0.2%，之后將所述混合體于溫度250°C下捏合2h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料；
[0048]步驟四、將等離子水在加壓條件40MPa下預(yù)熱至380°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；所述等離子水與所述炭化料的質(zhì)量比為1: 3。
[0049]步驟五、在壓力40MPa下和溫度800°C的條件下，使所述炭化料和所述等離子水發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
[0050]實(shí)施例3
[0051]—種利用秸桿制備活性炭的方法，包括:
[0052]步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘；
[0053]步驟一、首先將秸桿粉置于質(zhì)量體積比為8%的鹽水中浸泡16h，之后置于體積濃度為45%的乙醇溶液中浸泡7h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% (w/w);所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為12:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為9:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5:1。
[0054]步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑纖維素按照質(zhì)量比7:1混合均勻得到混合體，之后將所述混合體于溫度200°C下捏合Ih以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料；
[0055]步驟四、將等離子水在加壓條件30MPa下預(yù)熱至375°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中；
[0056]步驟五、在壓力20?40MPa下和溫度600?800 °C的條件下，使所述炭化料和所述等離子水發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。
[0057]這里說明的模塊數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡化本發(fā)明的說明的。對本發(fā)明的活性炭制備方法的應(yīng)用、修改和變化對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0058]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，包括: 步驟一、將秸桿粉碎為粒徑小于100目的秸桿粉，之后將所述秸桿粉浸泡于質(zhì)量濃度為30%的磷酸中，超聲粉碎30分鐘； 步驟二、首先將步驟一中處理過的秸桿粉置于質(zhì)量體積比為5%?10%的鹽水中浸泡12?20h，之后置于體積濃度為30%?60%的乙醇溶液中浸泡5?9h，再然后置于水中浸泡12h之后，最后將所述秸桿粉烘干至水分含量低于5% (w/w); 步驟三、將經(jīng)過步驟二處理過的秸桿粉與造孔劑按照質(zhì)量比4?10:1混合均勻得到混合體，之后將所述混合體于溫度150?250°C下捏合0.1?2h以得到混合泥，再將混合泥置于加熱爐中加熱炭化得到炭化料； 步驟四、將等離子水在加壓條件20?40MPa下預(yù)熱至350?380°C，之后再將所述等離子水推動至獲得了炭化料的加熱爐中； 步驟五、在壓力20?40MPa下和溫度600?800 °C的條件下，使所述炭化料和所述等離子發(fā)生活化反應(yīng)0.5h以上，即得到活性炭。2.如權(quán)利要求1所述的利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述步驟一中，所述鹽水與所述秸桿粉的體積比為10?15:1，所述乙醇溶液與所述秸桿粉的體積比為8?10:1，所述水與所述秸桿粉的體積比為5: I。3.如權(quán)利要求1所述的利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述步驟三中，所述造孔劑為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇或纖維素。4.如權(quán)利要求1所述的利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述混合體中還包括無機(jī)粘結(jié)劑，所述無機(jī)粘結(jié)劑占所述秸桿粉重量的0.1 %?0.2 %。5.如權(quán)利要求4所述的利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述無機(jī)粘結(jié)劑包括娃膠和磷酸二氫鋁。6.如權(quán)利要求1所述的利用秸桿制備活性炭的方法，其特征在于，所述步驟四中，所述等離子水與所述炭化料的質(zhì)量比為1:2?3。
【文檔編號】C01B31/12GK105967182SQ201610520380
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】葉安蔚
【申請人】葉安蔚