一种夏威夷果壳活性炭及其微波加热制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于活性炭制备领域，具体涉及一种夏威夷果壳活性炭及其微波加热制备方法。
【背景技术】
[0002]本发明以夏威夷果壳为原料制备活性炭，夏威夷果主要种植于我国云南，具有重要的食用价值，但是大量的夏威夷果壳被丢弃或者焚烧掉，造成了资源的浪费和环境的污染。随着国内外环境保护力度的加强，用于水处理、脱色及气体吸附分离的活性炭产品市场需求将会大幅度增加，市场上大部分活性炭产品都是以煤或木材为原料，而这些都是不可再生资源，本发明探究出微波法制备夏威夷果壳基活性炭工艺，希望可以通过制备活性炭的方法来有效利用废弃的资源，这样不仅能够解决废弃物所带来的污染，更作为一种廉价的资源被有效的开发利用，具有良好的发展前景。
[0003]目前，制备活性炭常用的传统加热方式，比如专利200610123444.X报导了以无烟煤为原料，KOH为活化剂制备的一种高比表面积的煤基活性炭，该制备方法要在600?880°C下耗时2?5小时完成;专利201210246423.2采用以板栗壳为原料，氯化锌为活化剂获得具有较高吸附性能的板栗壳活性炭，也需要在300?550°C下反应60?90分钟进行，然而传统加热方式反应过程时间长，生产成本高，耗能大，不能满足工业生产的需求。微波技术作为一种新兴的加热技术，不仅能够极大地提高一些化学反应速率、减少反应时间、简化后处理程序，而且微波加热具有高效性、节能性、整体性和均匀性、操作方便性等特点。故微波加热作为新型加热技术已开始应用于活性炭制备领域，更高效的制备炭质材料。然而，目前报道的微波法制备活性炭的原料绝大多数以生物质材料或农业废弃物，比如马来西亚的Foo等人以开心果皮，南瓜子壳，香蕉皮，工业固体废物等为原料，用微波法制备活性炭；中国湖南的李小明等人则以花生壳为原料，在磷酸溶液中浸泡，然后在微波装置中炭化、活化得到高吸附性能的活性炭;然而用微波法制备夏威夷果壳活性炭的研究鲜见报道。
[0004]鉴于此，本发明选取新疆夏威夷果壳为原料，以KOH为活化剂，用微波加热法对其同时进行炭化和活化工艺，通过控制制备条件，制备夏威夷果壳活性炭，具有良好的经济效益和应用前景。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供一种夏威夷果壳活性炭的微波加热制备方法，所述制备方法为以新疆夏威夷果壳为原料，加入活化剂后，在N2保护下进行微波加热，制得夏威夷果壳活性炭；
进一步地，所述制备方法包括:
51:选取新疆夏威夷果壳并进行粉碎和过筛；
52:将活化剂和粉碎好的夏威夷果壳按质量比为0.5-3.0混匀；
S3:将活化剂与原料置于微波装置中，在N2保护下，进行微波辐照反应； S4:设定微波功率300-700W，微波时间为10-15分钟条件下，同时进行炭化和活化工艺； S5:将产物洗涤至中性，干燥，研磨，得夏威夷果壳活性炭；
进一步地，所述SI中粉碎和过筛后的夏威夷果壳粉为100?200目；
进一步地，所述S3中的活化剂为KOH;
进一步地，所述SI中选取的新疆夏威夷果壳为新疆夏威夷果食用或加工后的外壳废弃物；
进一步地，所述S5中洗涤至中性是指待活性炭材料冷却后用HCl洗涤，再用蒸馏水洗涤至滤液呈中性；
进一步地，一种夏威夷果活性炭，所述夏威夷果活性炭为上述S1-S5制备的粉末状活性炭；
进一步地，所述夏威夷果活性炭的产率为13.00?37.50%，对亚甲基蓝的吸附量在449.76?599.84 mg/g；
进一步地，所述夏威夷果壳活性炭的最优表面积为1496.05 m2/g，总孔容为0.8640113/〖，平均孔径为2.43 nm；
本发明的有益效果如下:
1)本发明采用的微波法制备，同时实现炭化和活化工艺，即缩短了制备时间，又节省了能源，从而降低制备活性炭的成本，是一种经济高效的制备方法；
2)本发明以夏威夷果壳为原料，不仅充分利用农业废弃物，并且减少了环境污染，是一种新疆生物资源的开发与可持续利用，是夏威夷果壳活性炭的工业化生产基础；
3)本方法设备投资少，操作简单，并生成高比表面积活性炭，制备周期短，能耗低，易于实现规模化生产。
【附图说明】
[0006]图1为本发明夏威夷果壳活性炭的他吸附-解析曲线；
图2为本发明夏威夷果壳原料的扫描电镜图；
图3为本发明夏威夷果壳活性炭扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0007]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0008]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。下面为本发明的举出最佳实施例:
如图1-图3所示，一种夏威夷果壳活性炭的微波加热制备方法，所述制备方法为以新疆夏威夷果壳为原料，加入活化剂后，在犯保护下进行微波加热，制得夏威夷果壳活性炭，具体的，所述制备方法包括: S1:选取新疆夏威夷果壳并进行粉碎和过筛，选取的新疆夏威夷果壳为新疆夏威夷果食用或加工后的外壳废弃物，粉碎和过筛后的夏威夷果壳粉为100?200目；
S2:将活化剂和粉碎好的夏威夷果壳按质量比为0.5-3.0混匀，所述活化剂为KOH;
S3:将活化剂与原料置于微波装置中，在N2保护下，进行微波辐照反应；
S4:设定微波功率300-700W，微波时间为10-15分钟条件下，同时进行炭化和活化工艺；S5:将产物洗涤至中性，干燥，研磨，得夏威夷果壳活