一種自活化法制備活性炭的方法技術

本發明專利技術涉及一種自活化法制備活性炭的方法，所述方法包括將生物原料進行粉碎處理得到60?300目的預處理原料；所述預處理原料經程序升溫并以10?100℃/min的升溫速率升溫至800?1200℃的活化溫度之后，再進行活化處理5?10h后得到中間產物；將所述中間產物進行冷卻處理至預設冷卻溫度后取出，即得到比表面積大于1100m2/g的活性炭產品。本發明專利技術提出的自活化法制備活性炭的方法在制備過程中無需化學試劑，也無需進行后處理，步驟較為簡單，提高了活性炭的制備質量與生產效率，降低了活性炭的制備成本，具有良好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及活性炭制備
，特別涉及一種自活化法制備活性炭的方法。
技術介紹
活性炭是一種優良的吸附材料，由于其具有發達的孔隙結構、較大的比表面積、良好的導電性以及化學穩定性等優良性質，在國防、化工、石油、紡織、食品、醫藥、交通能源、農業、城市建設、原子能工業等各個領域都有著廣泛的用途。現有的制備活性炭的方法大致分為三類：(1)物理活化法：物理活化法通常分為炭化和活化兩步，首先將前驅體在一定的溫度下進行炭化脫水形成碳化物，然后通入氧化性氣體中使其與碳化物在高溫下反應形成發達的孔隙結構。其中常用的氧化性氣體有CO2、H2O或O2。(2)化學活化法：化學活化法也包括炭化和活化兩個過程，這兩個過程可以同時進行也可以分步進行。化學活化法是通過將活化劑經浸泡等方式滲入前驅體的內部，經烘干后在惰性氣氛中進行升溫碳化與活化，活化完成后用酸清洗孔中殘留的化學試劑，最終制得活性炭。其中目前應用較多且比較成熟的化學活化劑有H3PO4以及KOH等。(3)物理化學活化法：物理化學活化法是物理活化法與化學活化法的聯合使用。在當前的活性炭的實際制備過程中，由于采用物理活化法所需的溫度一般較高，所需的活化時間也較長，耗能較大，活性炭的產率也較低；而采用化學活化法制備活性炭對設備的腐蝕性較大，步驟較為繁瑣，且不易回收等問題導致生產成本較高。因此有必要提出一種相對簡潔、環保的新方法來制備活性炭以滿足當前社會發展應用的需要。
技術實現思路
基于此，本專利技術的目的是提供一種相對簡單、環保的制備活性炭的方法來制備活性炭，以滿足實際生產應用的需求。本專利技術提出一種自活化法制備活性炭的方法，包括以下步驟：將生物原料進行粉碎處理得到60-300目的預處理原料；所述預處理原料經程序升溫并以10-100℃/min的升溫速率升溫至800-1200℃的活化溫度之后，再進行活化處理5-10h后得到中間產物；將所述中間產物進行冷卻處理至預設冷卻溫度后取出，即得到比表面積大于1100m2/g的活性炭產品。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述生物原料為秸稈、甘蔗渣或花生殼。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述預處理原料的顆粒尺寸為60目、80目或100目。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述升溫速率為30℃/min或50℃/min。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述活化溫度為900℃、950℃或1000℃。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，進行所述活化處理的時間為2.5h、3h或4h。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述活性炭產品的比表面積為1161m2/g、1172m2/g或1259m2/g。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述活性炭產品的產率大于17％。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，所述預設冷卻溫度小于100℃。所述自活化法制備活性炭的方法，其中，進行所述冷卻處理的冷卻氣氛為氮氣。本專利技術提出的自活化法制備活性炭的方法在制備過程中無需化學試劑，也無需進行后處理，步驟較為簡單，提高了活性炭的制備質量與生產效率，降低了活性炭的制備成本，具有良好的應用前景。附圖說明圖1為本專利技術第一實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的氮氣吸附等溫線；圖2為本專利技術第一實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的孔徑分布圖；圖3為本專利技術第二實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的氮氣吸附等溫線；圖4為本專利技術第二實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的孔徑分布圖；圖5為本專利技術第三實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的氮氣吸附等溫線；圖6為本專利技術第三實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的孔徑分布圖。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將參照相關附圖對本專利技術進行更全面的描述。附圖中給出了本專利技術的首選實施例。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本專利技術的公開內容更加透徹全面。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本專利技術。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。本專利技術提出一種自活化法制備活性炭的方法，具體步驟包括：將生物原料進行粉碎處理得到60-300目的預處理原料。其中，所述生物原料包括秸稈、甘蔗渣以及花生殼。將所述生物原料在粉碎機內進行充分粉碎后得到復合要求的預處理原料后再在105℃的環境下進行充分干燥，待干燥完畢之后待下一步處理。所述預處理原料經程序升溫并以10-100℃/min的升溫速率升溫至800-1200℃的活化溫度之后，再進行活化處理5-10h后得到中間產物。將經過充分干燥處理的所述預處理原料在高溫爐中進行程序升溫處理，根據所述預處理原料的不同選擇不同的升溫速率(10-100℃/min)進行升溫處理，待升溫至一定的溫度范圍(800-1200℃)后進行活化處理得到中間產物。將所述中間產物進行冷卻處理至預設冷卻溫度后取出，即得到比表面積大于1100m2/g的活性炭產品。其中，由于得到的所述中間產物的溫度仍然較高，需要進行冷卻處理。一般的，在氮氣氣氛中對該中間產物進行冷卻處理得到溫度低于100℃之后再取出即得到活性炭產品。實施例1首先選取一定量的秸稈，將秸稈在粉碎機中進行充分粉碎至60目，然后將粉碎后的秸稈在105℃的環境溫度下進行充分干燥得到預處理秸稈粉；待干燥完成后稱取50g上述經過充分干燥處理后的預處理秸稈粉，加入高溫爐中準備進行活化處理，在本實施例中，以50℃/min的升溫速率升溫至950℃并穩定在該溫度，活化3h之后即得到活性炭中間產物；將經過活化后的所述活性炭中間產物在氮氣氛圍中冷卻至100℃以下然后取出，得到比表面積為1161m2/g的活性炭產品。請參閱圖1，圖1為本專利技術第一實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的氮氣吸附等溫線，從圖1可以看出，所制得的活性炭產品在相對壓力范圍為0-0.2之間對氮氣的吸附量驟增，當相對壓力范圍為0.2-0.8之間時，該活性炭產品對氮氣的吸附量達到了一個平臺值，說明此時的吸附已經接近飽和。結合相對壓力以及吸附量的值可以判斷：本專利技術第一實施例所制得的活性炭產品具備發達的微孔結構，具有良好的吸附性能。請參閱圖2，圖2為本專利技術第一實施例提出的自活化法制備活性炭的方法中活性炭產品的孔徑分布圖，從圖2可以看出，所制得的活性炭產品的孔徑主要分布在4nm附近，該孔徑大小的活性炭產品具有優良的吸附能力。此外，表1為不同實施例所制得的活性炭產品的得率、比表面積以及碘吸附值的相關數據，結合表1可以得知，在本實施例中，活性炭產品的得率為17.3％，碘吸附值為1081.9mg/g。實施例2首先選取一定量的甘蔗渣，將甘蔗渣在粉碎機中進行充分粉碎至80目，然后將粉碎后的甘蔗渣在105℃的環境溫度下進行充分干燥得到預處理甘蔗粉；待干燥完成后稱取50g上述經過充分干燥處理后的預處理甘蔗粉，加入高溫爐中準備進行活化處理，在本實施例中，以30℃/min的升溫速率升溫至900℃并穩定在該溫度，活化4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自活化法制備活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟：將生物原料進行粉碎處理得到60?300目的預處理原料；所述預處理原料經程序升溫并以10?100℃/min的升溫速率升溫至800?1200℃的活化溫度之后，再進行活化處理5?10h后得到中間產物；將所述中間產物進行冷卻處理至預設冷卻溫度后取出，即得到比表面積大于1100m2/g的活性炭產品。

【技術特征摘要】
1.一種自活化法制備活性炭的方法，其特征在于，包括以下步驟：將生物原料進行粉碎處理得到60-300目的預處理原料；所述預處理原料經程序升溫并以10-100℃/min的升溫速率升溫至800-1200℃的活化溫度之后，再進行活化處理5-10h后得到中間產物；將所述中間產物進行冷卻處理至預設冷卻溫度后取出，即得到比表面積大于1100m2/g的活性炭產品。2.根據權利要求1所述的自活化法制備活性炭的方法，其特征在于，所述生物原料為秸稈、甘蔗渣或花生殼。3.根據權利要求1所述的自活化法制備活性炭的方法，其特征在于，所述預處理原料的顆粒尺寸為60目、80目或100目。4.根據權利要求1所述的自活化法制備活性炭的方法，其特征在于，所述升溫速率為30℃/min或5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄢平，
申請(專利權)人：鄢平，
類型：發明
國別省市：江西;36