專利名稱：一種利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活性炭的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以芭蕉芋渣為原料的活性炭制備方法。
背景技術(shù)：
活性炭是一種多孔性的含碳物質(zhì)，具有高度發(fā)達(dá)的空隙和巨大的比表面積，作為 一種優(yōu)良的吸附劑已廣泛地應(yīng)用于藥物精制、濕法冶金、軍事化學(xué)防護(hù)、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、 化工等領(lǐng)域，進(jìn)行水處理、氣體凈化、脫色、除味等多種用途。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與對(duì)人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日趨重視，活性炭顯示出誘 人的市場(chǎng)和很好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步推動(dòng)了活性炭的研究、開發(fā)和利用?；钚蕴恐苽涞脑?主要是木質(zhì)原料和煤質(zhì)原料。木質(zhì)原料主要有木材、果殼、農(nóng)作物秸稈等；煤質(zhì)原料主要有 褐煤、焦炭煤、無(wú)煙煤及石油、浙青等。其中煤和椰子殼已經(jīng)成為目前制造活性炭最常用的 原料。近年來(lái)，由于環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外一直大力研究開發(fā)、制備不同用途的活 性炭。制備活性炭謀求廉價(jià)原料的探索受到重視，使原料范圍增廣。芭蕉芋是美人蕉科美人蕉屬的多年生單子葉草本植物，主產(chǎn)于我國(guó)南部省區(qū)。目 前，芭蕉芋主要被用來(lái)生產(chǎn)淀粉，隨著政府的大力支持，芭蕉芋已被廣泛種植，產(chǎn)量巨大。芭 蕉芋渣為芭蕉芋提取淀粉后剩余的殘?jiān)@些廢渣除少部分被加工成飼料外，絕大部分被 當(dāng)作廢物扔掉，不僅造成了資源的巨大浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。因此回收利用廢 渣可以提高芭蕉芋種植的附加值，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以為活性炭的制備提供新 的原料。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中芭蕉芋渣利用率低、活性炭原料匱乏的不足，本發(fā)明提供一種芭 蕉芋渣活性炭的制備方法，可獲得一種質(zhì)量穩(wěn)定的芭蕉芋渣活性炭，原料獲取容易，成本低 廉，充分利用了芭蕉芋種植的廢棄物，而且制作工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列的技術(shù)方案(1)將芭蕉芋渣洗凈，晾干或烘干；(2)將干燥的芭蕉芋渣粉碎，過(guò)20目篩，得芭蕉芋渣粉；(3)將芭蕉芋渣粉與濃度為30 70%的磷酸以1 2 5的質(zhì)量比混合浸泡，浸 泡時(shí)間為4 8小時(shí)；(4)將步驟(3)浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以3 5°C /min的升溫速率將溫 度升至600°C，保溫時(shí)間2. 5h，進(jìn)行炭化和活化；(5)將進(jìn)行炭化和活化后的芭蕉芋渣粉用水洗滌，烘干，粉碎后過(guò)200目篩即得到
活性炭產(chǎn)品。作為優(yōu)選的，步驟(1)中的晾干溫度為10 40°C，最佳晾干溫度30 35°C。作為優(yōu)選的，步驟(1)中的烘干溫度為90 120°C，最佳烘干溫度100 110°C。
作為優(yōu)選的，步驟(3)所述磷酸的最佳濃度為60% ；作為優(yōu)選的，步驟(3)所述芭蕉芋渣粉與磷酸溶液的最佳質(zhì)量比為1:3;作為優(yōu)選的，步驟⑷所述的炭化和活化條件為馬弗爐升溫速率為3 5°C /min 升溫至溫度為500 600°C，保溫時(shí)間2. 5h ；作為優(yōu)選的，步驟(5)所述水烘干溫度為90 120°C，最佳烘干溫度為100 110°C。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明利用廢棄物芭蕉芋渣為制備原料，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉；(2)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低。以芭蕉芋渣為原料制備活性炭，無(wú)論采用何 種活化方法，制備成本均比煤質(zhì)、木材等物料低；(3)本發(fā)明利用芭蕉芋渣制備活性炭，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了芭蕉芋資源的充分利用， 而且擴(kuò)大了活性炭的原料來(lái)源。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例1用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在105°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為60%的磷酸以 1 3的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為5小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至600°C，保溫時(shí)間2. 5h，即得活性炭；用水洗滌至pH值 為6. 5，浙干，并于105°C烘干。實(shí)施例2用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在110°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為30%的磷酸以 1 5的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為8小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至600°C，保溫時(shí)間3h，即得活性炭；用水洗滌至pH值為 6. 5，浙干，并于110°C烘干。實(shí)施例3用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在105°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為70%的磷酸以 1 2的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為6小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至450°C，保溫時(shí)間3h，即得活性炭；用水洗滌至pH值為 6. 5，浙干，并于105°C烘干。實(shí)施例4用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在105°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為60%的磷酸以 1 5的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為4小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至600°C，保溫時(shí)間2. 5h，即得活性炭；用水洗滌至pH值 為6. 5，浙干，并于105°C烘干。
實(shí)施例5用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在120°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為50%的磷酸以 1 3的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為5小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至500°C，保溫時(shí)間2. 5h，即得活性炭；用水洗滌至pH值 為6. 5，浙干，并于120°C烘干。實(shí)施例6用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在105°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為70%的磷酸以 1 4的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為4小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至450°C，保溫時(shí)間3h，即得活性炭；用水洗滌至pH值為 6. 5，浙干，并于120°C烘干。實(shí)施例7用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在105°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為50%的磷酸以 1 2的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為7小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至600°C，保溫時(shí)間2. 5h，即得活性炭；用水洗滌至pH值 為6. 5，浙干，并于105°C烘干。實(shí)施例8用水將芭蕉芋渣洗凈，以除去泥土和其他雜質(zhì)，然后在90°C的溫度條件下烘干。 將干燥的芭蕉芋渣用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩，將過(guò)篩的芭蕉芋渣粉與濃度為60%的磷酸以 1 3的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為5小時(shí)；將用磷酸浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以 3 5°C /min的升溫速率將溫度升至550°C，保溫時(shí)間2. 5h，即得活性炭；用水洗滌至pH值 為6. 5，浙干，并于105°C烘干。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將芭蕉芋渣洗凈，晾干或烘干；(2)將干燥的芭蕉芋渣粉碎，過(guò)20目篩，得芭蕉芋渣粉；(3)將芭蕉芋渣粉與濃度為30～70％的磷酸以1∶2～5的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為4～8小時(shí)；(4)將步驟(3)浸泡后的芭蕉芋渣粉在馬弗爐中以3～5℃/min的升溫速率將溫度升至600℃，保溫時(shí)間2.5h，進(jìn)行炭化和活化；(5)將進(jìn)行炭化和活化后的芭蕉芋渣粉用水洗滌，烘干，粉碎后過(guò)200目篩即得到活性炭產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(1) 所述的晾干溫度為10 40°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(1) 所述的烘干溫度為90 120°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(3) 所述磷酸的最佳濃度為60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(3) 所述芭蕉芋渣粉與磷酸溶液的最佳質(zhì)量比為1 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(4) 所述的炭化和活化條件為馬弗爐升溫速率為3 5°C /min升溫至溫度為450 650°C，保 溫時(shí)間2 3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄芭蕉芋渣制備活性炭的方法，其特征在于步驟(5) 所述水烘干溫度為90 120°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于活性炭的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以芭蕉芋渣為原料的活性炭制備方法。本發(fā)明的具體步驟如下將提取過(guò)芭蕉芋淀粉的芭蕉芋渣洗凈晾干或烘干，粉碎，粉末過(guò)20目篩；將芭蕉芋渣粉與濃度為30～70％的磷酸以1∶2～5的質(zhì)量比混合浸泡，浸泡時(shí)間為4～8小時(shí)；將浸泡后的芭蕉芋渣粉進(jìn)行炭化和活化，然后用水洗滌，在90～120℃條件下烘干，粉碎后過(guò)200目篩，即得活性炭產(chǎn)品。本發(fā)明原料獲取容易，充分利用了農(nóng)業(yè)廢棄物，制作工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，不僅能變廢為寶，而且從更深層的意義上講，也能解決廢棄芭蕉芋渣大量堆積、腐爛的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101857225SQ20101021298
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者盧玉棟, 吳宗華, 游瑞云 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)