磷酸活化制备枣核活性炭制备方法与流程

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种磷酸活化制备枣核活性炭制备方法。

背景技术：

活性炭是一种黑色多孔性固体吸附材料，广泛地应用在环境的保护中，用于消除大气污染的脱硫脱氮，各种工业废水的处理等。常规制备和处理活性炭耗工耗时，煅法在一定程度上，操作简单易行，省时省力。

大枣(Ziziphus jujuba Mill.)为鼠李科(Rhamnaceae)落叶灌木或小乔木枣属植物，我国是世界上栽培大枣最丰富的国家，在陕西、河北、河南、山东等地栽培的比较多，全国各地都有。大枣性甘、温、归脾、胃经，具有补中益气，养血安神的功效。现代研究表明大枣核中富含木质素及矿物质，具有开发木质活性炭的巨大潜力，如果将果核和枣叶当作废弃物而丢弃的话，会造成大量资源的浪费，还会污染环境。在生活，化工，制药等方面，由于木质活性炭优越的性能，而被广泛应用。活性炭的原料有核桃外壳、椰壳、杏核等农林产物，虽然也有将大枣核作为制备木质活性炭的材料。但是用暗煅法将其制备成木质活性炭的相关报道还未曾出现过。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种磷酸活化制备枣核活性炭制备方法，以50％磷酸为活化剂，用煅法制备活性炭，工艺简单易行，成品性质稳定。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

磷酸活化制备枣核活性炭制备方法，包括如下步骤：

S1、将大枣核置于烘箱内，105℃干燥完成后，粉碎过七号筛，用5倍量提前配制好的50％的磷酸溶液浸渍24h，沥干，105℃烘干，备用；

S2、先将电炉子预热，再将沥干且干燥好的样品，放入小瓷碟中，用另一个小瓷碟封闭好，再用不锈钢盆倒扣，用湿沙子将缝隙封闭完全，开中火，开始计时，煅制25min，待冷却至室温，打开，收集样品；

S3、将样品用水冲洗至中性，105℃烘干后，用研钵研碎，过九号筛，密封保存即为活性炭。

本发明具有以下有益效果：

以50％磷酸为活化剂，用煅法制备活性炭，工艺简单易行，成品性质稳定；产率为46.8％，碘吸附值为935.76mg/g，亚甲基蓝脱色力为298.1ml/g。

附图说明

图1为本发明实施例中煅制时间和活性炭产率的关系。

图2为本发明实施倒中煅制时间与活性炭碘吸附值的关系。

图3为本发明实施例中煅制时间与活性炭亚甲基蓝脱色力的关系。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例中所使用的原料为：

大枣核(实验室自制)；95％乙醇(安徽安特食品股份有限公司出品)；碘(天津市天力士化学试剂有限公司)；碘化钾(天津市天力士化学试剂有限公司)；硫代硫酸钠(天津市天力士化学试剂有限公司)；可溶性淀粉(重庆茂业化学试剂有限公司)；重铬酸钾(重庆茂业化学试剂有限公司)；亚甲基蓝(重庆茂业化学试剂有限公司)；磷酸氢二钠(西安三浦化学试剂有限公司)；磷酸二氢钾(西安三浦化学试剂有限公司)；亚甲基蓝试验液(西安三浦化学试剂有限公司)。

实施例

制备工艺包括大枣核粉碎→活化剂活化→沥干→煅制法→水洗→干燥→粉碎过筛→活性炭，具体的包括如下步骤：

将大枣核放入烘箱，105℃干燥，干燥完成后，粉碎过七号筛，用5倍量提前配制好的50％的磷酸溶液浸渍24h，沥干。接着105℃烘干，备用。先将电炉子预热，再将沥干且干燥好的样品，放入小瓷碟中，用另一个小瓷碟封闭好，再用不锈钢盆倒扣，用湿沙子将缝隙封闭完全，开中火，开始计时，分别煅制时间15、20、25、30min，待冷却至室温，打开，收集样品，将样品用水冲洗至中性，105℃烘干后，用研钵研碎，过九号筛，密封保存即为活性炭。

根据中华人民共和国国家标准木质活性炭试验方法碘吸附值的测定(GB/T12496.8-1999)，木质活性炭检验方法亚甲基蓝脱色力(GB/T12496.2-90)，对所制备的活性炭性能进行测定。

煅制时间对活性炭产率的影响

由图1可知，煅制时间增加，枣核活性炭的产率先上升，达到峰值后下降，当活化时间从25min延长到30min时，活性炭的收率从46.8％降低至45.6％；可能是随煅制时间的延长，碳化反应进行得越充分，碳的烧失也就越多，被烧蚀的表面碳不断增加，致使活性炭的收率下降。

煅制时间对活性炭碘吸附值的影响

碘吸附值用来表示活性炭对液体物质的吸附能力，由图2可以看出来，枣核制取的活性炭的碘吸附值随着煅制时间的增长而增加，且在25min达到峰值，而后随着煅制时间的延长，活化的程度逐渐加深，形成的微孔和中孔也逐步增多，其孔隙结构也就越来越发达，同时，时间继续延长，可能造成活性炭微孔结构的破坏，进而使碘吸附值下降。

煅制时间对活性炭亚甲基蓝脱色力的影响

亚甲基蓝脱色力是用来表示活性炭脱色能力的依据。由图3可知，亚甲基蓝的脱色力在25min达到峰值，这个时刻煅制出来的活性炭的脱色力最强，接着亚甲基蓝脱色力开始下降趋势，可能是持续的高温导致了原本的微孔结构出现损伤，从而导致亚甲基蓝脱色力的下降。

煅制时间不能太长，长时间的高温，反而会引起原本已经炭化很好的活性炭微孔结构发生塌陷，造成活性炭的碘吸附值，亚甲基蓝脱色力下降及对孔径分布造成不良影响。

在煅制之前，药料不宜太多，应该在小瓷碟中平摊开来，薄厚一致，防止因药料太厚而煅制不彻底，进而影响实验结果。

在煅烧过程中，由于枣核受热炭化，有大量气体及浓烟从锅缝中冒出，应该及时用湿沙子堵封，以防空气进入，使样品灰化。煅制结束后，应放至室温后方能开锅，以免样品遇到空气燃烧而灰化。

综上所述，本发明在制取方法上有一定的创新，采用中药炮制学的暗煅法，操作简单可行，成本低廉，安全可靠，为工业化大生产提供了一定得理论依据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。