技术领域：
本发明属于活性炭制备
技术领域：
，具体涉及一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法。
背景技术：
：木质纤维素资源广泛存在于自然界中，作为可再生资源，其可用于化工或能源领域。然而迄今为止，木质纤维素资源的利用率还相当低，只有少部分被用作造纸原料、饲料和制备化学品。传统的木质纤维素资源利用途径比较单一，除了还田外，主要利用途径是燃烧、气化和水解。甘蔗是生产蔗糖的主要原料，在我国南方地区，尤其是我国福建、广东、海南、广西、四川、云南、台湾等南方热带地区广泛种植，而在这些甘蔗产区，甘蔗炼糖之后，会留下甘蔗渣，一般通过焚烧处理这些甘蔗渣，既浪费资源，又污染环境，如何将这些甘蔗渣变废为宝，是亟需解决的问题。甘蔗渣中含有丰富的木质纤维素，可以利用甘蔗渣木质纤维素资源制备活性炭产品。利用这甘蔗渣生产活性炭，既可以产生经济效益，又可以减少环境污染。目前，以木质纤维素为原料制取颗粒活性炭大都采用物理法，这种方法所制得的颗粒活性炭虽然强度高，但吸附性能不高，更没有焦糖脱色能力。而其他以木质纤维素为原料，采用化学法制备出具有焦糖脱色率的皆为粉炭，并且大多需要采用浓硫酸处理原料，产生的废水腐蚀性很强，会对环境造成严重污染。技术实现要素：本发明所实际解决的技术问题是：解决甘蔗渣再利用和传统活性炭吸附能力不强及制备过程中带来环境污染的问题，采用的关键技术手段是采用CO2膨爆预处理增加材料内部孔径及用碳酸钠溶液处理代替传统的强酸处理减少污染，本发明提供一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，制备的活性炭吸附能力强，且生产过程对环境污染小。本发明采用的技术方案如下：一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中进行CO2膨爆处理，压力为15atm～20atm，温度为190℃～230℃，处理时间为20min～28min；(2)将经步骤(1)处理后的甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为60g/L～150g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为1:1～3:1，在80℃～120℃下搅拌处理2h～5h；(3)将步骤(2)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在120℃～180℃下硬化1h～2h后，然后在350℃～550℃下活化1h～3h；(4)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。优选的，所述步骤(1)中压力为16atm，温度为210℃，处理时间为24min。优选的，所述步骤(2)中碳酸钠溶液浓度为106g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为2:1。优选的，所述步骤(2)中在110℃下搅拌处理3.5h。优选的，所述步骤(3)中将成型颗粒在140℃下硬化1.5h后，然后在450℃下活化1.5h。有益效果：(1)本发明甘蔗渣进行了CO2膨爆处理预处理、碳酸钠溶液处理、硬化、活化的操作，使其制备出的颗粒活性炭，吸附性能较高，不仅碘吸附值在1524mg/g以上，亚甲基蓝在320mg/g以上，而且其焦糖脱色率在130%以上。(2)本发明对甘蔗渣进行CO2膨爆处理预处理，在高温高压条件下能够甘蔗渣内的木质纤维素在短时间内爆碎成渣，破坏木质纤维素内部有序结构，增加其内部孔径，在后处理过程中增加木质纤维素与碱液的接触面积，提高其反应效率，大大降低碱液的使用量。(3)本发明采用碳酸钠溶液对甘蔗渣进行处理制备活性炭，与采用硫酸特别是采用浓硫酸制备活性炭相比，对设备的腐蚀较轻，而且会减小环境污染。综上所述，本发明变废为宝，具有对环境污染小，对设备腐蚀程度轻的优点，有助于降低生产成本，且由本发明所制备的活性炭具有脱色性能好。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。实施例1一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中进行CO2膨爆处理，压力为15atm，温度为190℃，处理时间为28min；(2)将经步骤(1)处理后的甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为150g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为1:1，在80℃下搅拌处理5h；(3)将步骤(2)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在180℃下硬化1h后，然后在350℃下活化3h；(4)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。实施例2一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中进行CO2膨爆处理，压力为20atm，温度为230℃，处理时间为20min；(2)将经步骤(1)处理后的甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为60g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为3:1，在120℃下搅拌处理2h；(3)将步骤(2)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在120℃下硬化2h后，然后在550℃下活化1h；(4)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。实施例3一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中进行CO2膨爆处理，压力为18atm，温度为200℃，处理时间为27min；(2)将经步骤(1)处理后的甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为130g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为1.5:1，在90℃下搅拌处理4h；(3)将步骤(2)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在130℃下硬化1.8h后，然后在380℃下活化2h；(4)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。实施例4一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣粉碎后放入到CO2膨爆容器中进行CO2膨爆处理，压力为16atm，温度为210℃，处理时间为24min；(2)将经步骤(1)处理后的甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为106g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为2:1，在110℃下搅拌处理3.5h；(3)将步骤(2)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在140℃下硬化1.5后，然后在450℃下活化1.5h；(4)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。对比例与实施例4的区别在于：没有采用CO2膨爆预处理步骤。一种利用甘蔗渣生产高脱色活性炭的方法，包括以下步骤：(1)将甘蔗渣加入到碳酸钠溶液中，碳酸钠溶液浓度为106g/L，甘蔗渣与碳酸钠溶液的重量比为2:1，在110℃下搅拌处理3.5h；(2)将步骤(1)处理后的甘蔗渣过滤，挤压成颗粒，将成型颗粒在140℃下硬化1.5后，然后在450℃下活化1.5h；(3)用水煮沸，经洗涤至活性炭的PH值为5～6后，脱水、烘干，即制备得到高脱色活性炭。对上述实施例1至4及对比例制备的活性炭进行活性测试，根据GB/T12496.8-1999测定碘吸附值，根据GB/T12496.10-1999亚甲基蓝吸附值，根据GB/T12496.9-1999测定A法焦糖脱色率，测试结果如下表所示：项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例碘吸附值(mg/g)1587152415351607934亚甲基蓝吸附值(mg/g)320338384366256A法焦糖脱色率(%)131131130134103从上述结果可以看出，本发明制备的活性炭的碘吸附值在1524mg/g以上，亚甲基蓝在320mg/g以上，而且其焦糖脱色率在130%以上，均具有优异的脱色性能。对比例相较于实施例4少了CO2膨爆预处理步骤，其所测的各项性能均大幅下降，有可能是由于CO2膨爆预处理能破坏甘蔗渣内木质纤维素内部有序结构，增加其内部孔径，增加木质纤维素与碱液的接触面积，大大降低碱液的使用量，而对比例由于未经CO2膨爆预处理，使用的碱液量不够，对木质纤维素处理不充分，导致制备的活性炭脱色效果降低。另外，本发明具有对环境污染小，对设备腐蚀程度轻的优点，有助于降低生产成本。当前第1页1 2 3