本发明涉及一种活性炭的制备方法，具体是一种利用田间杂草制备活性炭的方法。
背景技术：
异型莎草为莎草目，莎草科。一年生草本。花果期夏、秋季，以种子繁殖，子实极多，成熟后即脱落，春季出苗。为低洼潮湿的旱地的恶性杂草。生于稻田或水边潮湿处。中国大部分地区有分布。
鬼针草，为菊科一年生草本植物。生于海拔50-3100米的路边荒地、山坡及田间。国内外均有分布。为我国民间常用草药，可在夏、秋季开花盛期收割地上部分，拣去杂草，鲜用或晒干，以全草入药。《中华本草》功效分类为：清热解毒药、消肿药。
野蔷薇喜生于路旁、田边或丘陵地的灌木丛中，分布于华东、中南等地。于5~6月间，当花盛开时，择晴天采收，晒干作药用。 蔷薇花，花色很多，有白色、浅红色、深桃红色、黄色等，花香诱人。明代顾磷曾经赋诗：“百丈蔷薇枝，缭绕成洞房。蜜叶翠帷重，浓花红锦张。张著玉局棋，遣此朱夏长。香云落衣袂，一月留余香。”诗中描绘出一幅青以缭绕、姹紫嫣红的画面。
异型莎草、鬼针草以及野蔷薇目前并没有得到广泛应用，主要是作为杂草，去除后当作垃圾堆放起来，严重影响环境卫生。
鉴于以上，本发明利用异型莎草、鬼针草以及野蔷薇，制备一种吸附能力强的活性炭。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种利用废弃的田间杂草：异型莎草、鬼针草以及野蔷薇，在酸源酒石酸、气源三聚氰胺和无机硅偏硅酸钠的作用下，使炭体积增加，增加活性炭的比表面积，同时使杂草炭化量增加，增加颗粒炭的强度，得到一种吸附能力强的活性炭。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用田间杂草制备活性炭的方法，由以下步骤组成：
（1）将晾晒干燥后水分质量在2-6％范围内的异型莎草4.5-5.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.1-0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100-200目筛，作为组分A，备用；
（2）将晾晒干燥后水分质量在1-5％范围内的鬼针草2.5-3.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2-0.4cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100-200目筛，作为组分B，备用；
（3）将晾晒干燥后水分质量在1-5％范围内的野蔷薇1-3kg，由切碎装置，切碎成长度在0.1-0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100-200目筛，作为组分C，备用；
（4）将上述制备的组分A、组分B、组分C共同加入烧杯中混合，再向烧杯中加入0.4-0.8kg聚乙醇和0.2-0.6kg的纳米碳酸硅，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌40-50min，制得混合液D；
（5) 将上述制得的混合液加热蒸发，去除聚乙醇，并在95-105℃下干燥2-4h，得到干燥的混合物E；
（6）将上述干燥的混合物E通过物料成型装置挤压成块状物料；
（7）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在880-920℃，烧结18-20h；
(8)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酒石酸0.05-0.07kg、三聚氰胺0.1-0.16kg和偏硅酸钠0.03-0.05kg经295-315℃下炭化10-14h成炭块；
（9）将上述活性炭从315℃开始升温，每分钟升温10℃，升温至485-515℃，同时加入凹凸棒石粘土0.5-1.5kg、氧化镁0.08-0.12kg、硅酸钠0.1-0.3kg、碳酸钠0.05-0.09kg，保温35-45min；
(10)将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1.5cm*1.5cm*1cm大小的不定型炭颗粒；
(11)将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；
（12）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在825-855℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；
（13）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；
（14）将上述中性的活性炭粗品在105-115℃下干燥9h，使干燥后的活性炭保持水分在6-8％，干燥后，加入纳米氧化锌1.1-1.3kg，并混合均匀得利用田间杂草制备的活性炭。
作为本发明的优选方案，本发明由以下步骤组成：
（1）将晾晒干燥后水分质量在4％范围内的异型莎草5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分A，备用；
（2）将晾晒干燥后水分质量在3％范围内的鬼针草3kg，由切碎装置，切碎成长度在0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分B，备用；
（3）将晾晒干燥后水分质量在3％范围内的野蔷薇2kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分C，备用；
（4）将上述制备的组分A、组分B、组分C共同加入烧杯中混合，再向烧杯中加入0.6kg聚乙醇和0.4kg的纳米碳酸硅，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌45min，制得混合液D；
（5) 将上述制得的混合液加热蒸发，去除聚乙醇，并在100℃下干燥3h，得到干燥的混合物E；
（6）将上述干燥的混合物E通过物料成型装置挤压成块状物料；
（7）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在900℃，烧结19h；
(8)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酒石酸0.06kg、三聚氰胺0.13kg和偏硅酸钠0.04kg经305℃下炭化12h成炭块；
（9）将上述活性炭从315℃开始升温，每分钟升温10℃，升温至495℃，同时加入凹凸棒石粘土1kg、氧化镁0.1kg、硅酸钠0.2kg、碳酸钠0.07kg，保温40min；
(10)将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1.5cm*1.5cm*1cm大小的不定型炭颗粒；
(11)将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；
（12）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在840℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；
（13）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；
（14）将上述中性的活性炭粗品在110℃下干燥9h，使干燥后的活性炭保持水分在7％，干燥后，加入纳米氧化锌1.2kg，并混合均匀得利用田间杂草制备的活性炭。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在各原料的协同作用下，利用废弃的田间杂草，即异型莎草、鬼针草以及野蔷薇，在酸源酒石酸、气源三聚氰胺、无机硅偏硅酸钠以及纳米氧化锌的作用下，使炭体积增加，增加活性炭的比表面积，同时使杂草炭化量增加，增加颗粒炭的强度，得到一种吸附能力强的活性炭。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种利用田间杂草制备活性炭的方法，由以下步骤组成：
（1）将晾晒干燥后水分质量在2％范围内的异型莎草4.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.1cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100目筛，作为组分A，备用；
（2）将晾晒干燥后水分质量在1％范围内的鬼针草2.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100目筛，作为组分B，备用；
（3）将晾晒干燥后水分质量在1％范围内的野蔷薇1kg，由切碎装置，切碎成长度在0.1cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过100目筛，作为组分C，备用；
（4）将上述制备的组分A、组分B、组分C共同加入烧杯中混合，再向烧杯中加入0.4kg聚乙醇和0.2kg的纳米碳酸硅，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌40min，制得混合液D；
（5) 将上述制得的混合液加热蒸发，去除聚乙醇，并在95℃下干燥2h，得到干燥的混合物E；
（6）将上述干燥的混合物E通过物料成型装置挤压成块状物料；
（7）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在880℃，烧结18h；
(8)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酒石酸0.05kg、三聚氰胺0.1kg和偏硅酸钠0.03kg经295℃下炭化10h成炭块；
（9）将上述活性炭从315℃开始升温，每分钟升温10℃，升温至485℃，同时加入凹凸棒石粘土0.5kg、氧化镁0.08kg、硅酸钠0.1kg、碳酸钠0.05kg，保温35min；
(10)将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1.5cm*1.5cm*1cm大小的不定型炭颗粒；
(11)将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；
（12）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在825℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；
（13）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；
（14）将上述中性的活性炭粗品在105℃下干燥9h，使干燥后的活性炭保持水分在6％，干燥后，加入纳米氧化锌1.1kg，并混合均匀得利用田间杂草制备的活性炭。
实施例2
本发明实施例中，一种利用田间杂草制备活性炭的方法，由以下步骤组成：
（1）将晾晒干燥后水分质量在4％范围内的异型莎草5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分A，备用；
（2）将晾晒干燥后水分质量在3％范围内的鬼针草3kg，由切碎装置，切碎成长度在0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分B，备用；
（3）将晾晒干燥后水分质量在3％范围内的野蔷薇2kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过150目筛，作为组分C，备用；
（4）将上述制备的组分A、组分B、组分C共同加入烧杯中混合，再向烧杯中加入0.6kg聚乙醇和0.4kg的纳米碳酸硅，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌45min，制得混合液D；
（5) 将上述制得的混合液加热蒸发，去除聚乙醇，并在100℃下干燥3h，得到干燥的混合物E；
（6）将上述干燥的混合物E通过物料成型装置挤压成块状物料；
（7）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在900℃，烧结19h；
(8)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酒石酸0.06kg、三聚氰胺0.13kg和偏硅酸钠0.04kg经305℃下炭化12h成炭块；
（9）将上述活性炭从315℃开始升温，每分钟升温10℃，升温至495℃，同时加入凹凸棒石粘土1kg、氧化镁0.1kg、硅酸钠0.2kg、碳酸钠0.07kg，保温40min；
(10)将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1.5cm*1.5cm*1cm大小的不定型炭颗粒；
(11)将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；
（12）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在840℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；
（13）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；
（14）将上述中性的活性炭粗品在110℃下干燥9h，使干燥后的活性炭保持水分在7％，干燥后，加入纳米氧化锌1.2kg，并混合均匀得利用田间杂草制备的活性炭。
实施例3
本发明实施例中，一种利用田间杂草制备活性炭的方法，由以下步骤组成：
（1）将晾晒干燥后水分质量在6％范围内的异型莎草5.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过200目筛，作为组分A，备用；
（2）将晾晒干燥后水分质量在5％范围内的鬼针草3.5kg，由切碎装置，切碎成长度在0.2-0.4cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过200目筛，作为组分B，备用；
（3）将晾晒干燥后水分质量在5％范围内的野蔷薇3kg，由切碎装置，切碎成长度在0.3cm的短截,然后置于破碎机破碎后，过200目筛，作为组分C，备用；
（4）将上述制备的组分A、组分B、组分C共同加入烧杯中混合，再向烧杯中加入0.8kg聚乙醇和0.6kg的纳米碳酸硅，将烧杯置于磁力搅拌器上，室温下搅拌50min，制得混合液D；
（5) 将上述制得的混合液加热蒸发，去除聚乙醇，并在105℃下干燥4h，得到干燥的混合物E；
（6）将上述干燥的混合物E通过物料成型装置挤压成块状物料；
（7）将上述块状物料放置在微波高温烧结炉中，在氮气保护下温度控制在920℃，烧结20h；
(8)将上述烧结后的块状物料输送至炭化炉，在炭化炉炉灶中加入酒石酸0.07kg、三聚氰胺0.16kg和偏硅酸钠0.05kg经315℃下炭化14h成炭块；
（9）将上述活性炭从315℃开始升温，每分钟升温10℃，升温至515℃，同时加入凹凸棒石粘土1.5kg、氧化镁0.12kg、硅酸钠0.3kg、碳酸钠0.09kg，保温45min；
(10)将上述炭块冷却至常温后，由破碎机破碎后，分筛成1.5cm*1.5cm*1cm大小的不定型炭颗粒；
(11)将上述炭颗粒通过酸洗装置进行酸煮；
（12）将上述酸煮后的炭颗粒放置到活化炉，通过物理法活化转炉在855℃温度下，以去离子水作活化剂，活化成活性炭粗品；
（13）将上述活性炭粗品经酸洗装置进行酸煮去除灰分，洗至中性；
（14）将上述中性的活性炭粗品在115℃下干燥9h，使干燥后的活性炭保持水分在8％，干燥后，加入纳米氧化锌1.3kg，并混合均匀得利用田间杂草制备的活性炭。
利用本实施例1-3制备的活性炭对室内甲醛对三个甲醛浓度不一样的房间中的甲醛进行吸附性能测试，其中每小时流经活性炭的气体量为室内容积的8倍，经过8h的测试，结果如表1 所示。
表1 本发明活性炭实施例1-5对室内甲醇的吸附性能
从表1 中可以看出，经过8h的净化之后，实施例1-3制备的活性炭对甲醛吸附达到国家标准，对室内甲醛具有很强的吸附性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。