一种有机钠活化剂制备活性炭的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备活性炭的方法，将木质或竹质原料以有机钠为活化剂来制备活性炭。本发明避免了传统化学法制备活性炭以强酸(H2SO4、H3PO4)，强碱(KOH、NaOH），ZnCl2等为活化剂，对设备腐蚀严重、对环境污染大等问题，活化剂用量低、对环境友好、对设备要求简单；所制得的活性炭比表面积为1880~2270m2/g，碘吸附值为1270~1445mg/g，具备显著的经济和社会效益。
【专利说明】一种有机钠活化剂制备活性炭的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炭吸附材料领域，具体涉及一种以有机钠为活化剂制备活性炭的方法。
【背景技术】
[0002]活性炭是一种含碳物质的颗粒和粉末，主要是生物有机物质(如煤、石油、浙青、木屑、果壳等)经炭化和活化得到的疏水性吸附剂。由于活性炭具有发达的孔结构和巨大的比表面积，它具有吸附、催化作用，物质在其孔隙内积聚，并保持物理、化学的稳定性等特征。可以在广泛的PH值范围内与多种溶剂在高温高压下使用。目前，活性炭已广泛应用于环境保护、化学工业、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域，是国民经济和国防建设以及人们日常生活必不可少的产品。但是，传统化学法制备活性炭以强酸(H2SO4, H3PO4)，强碱(KOH、NaOH)，ZnCl2等为活化剂，其对环境污染大、对设备腐蚀严重、活化剂用量大、成本高等。因此 ，开发寻找一种环境友好、对设备要求简单的活性炭制备工艺成为目前人们研究的热点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种以有机钠为活化剂制备活性炭的方法，活化剂用量低、对环境友好、对设备要求简单；所制得的活性炭比表面积为188(T2270m2/g，碘吸附值为127(Tl445mg/g,具备显著的经济和社会效益。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种以有机钠为活化剂制备活性炭的方法包括以下步骤:
将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1_2_的原料，并烘干至恒重；将烘干后的原料与有机钠(质量比，原料:有机钠=15:广8:1)充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以5-10°C /min的速率升温至300-400°C，并保温0.5_2h ；接着以1(T20°C /min的速率升温至600-800°C，并保温2_3h后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入3~5wt.%的盐酸溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭。
[0005]所述的有机钠为柠檬酸钠、酒石酸钠。
[0006]本发明的显著优点在于:本发明避免了传统化学法制备活性炭以强酸(H2S04、H3PO4)，强碱(K0H、Na0H)，ZnCl2等为活化剂，对设备腐蚀严重、对环境污染大等问题，活化剂用量低、对环境友好、对设备要求简单；所制得的活性炭比表面积为188(T2270m2/g，碘吸附值为127(Tl445mg/g，具备显著的经济和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是实施例1的活性炭的吸附等温线图。
[0008]图2是实施例2的活性炭的孔径分布图。【具体实施方式】
[0009]实施例1
将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1_2_的原料，并烘干至恒重；将烘干后的原料与柠檬酸钠(质量比=15:1)充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以10°C /min的速率升温至300°C，并保温0.5h ;接着以20°C /min的速率升温至800°C，并保温2h后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入3wt.%的盐酸溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭，其比表面积为1930m2/g，碘吸附值为1315mg/g。
[0010]实施例2
将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1_2_的原料，并烘干至恒重；将烘干后的原料与酒石酸钠(质量比=8:1)充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以5°C /min的速率升温至400°C，并保温2h ;接着以10°C /min的速率升温至600°C，并保温3h后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入5 wt.%的盐酸溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭，其比表面积为2010m2/g，碘吸附值为1275mg/g。 [0011]实施例3
将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1_2_的原料，并烘干至恒重；将烘干后的原料与柠檬酸钠(质量比=10:1)充分混合后，转移到不锈钢管式反应器中，并安装到管式电阻炉上，在氮气保护下以8°C /min的速率升温至350°C，并保温Ih ;接着以15°C /min的速率升温至700°C，并保温2h后，待其自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入4 wt.%的盐酸溶液中加热煮沸，再用蒸馏水洗涤至pH=7，干燥，即得到活性炭，其比表面积为2100m2/g，碘吸附值为1294mg/g。
[0012]检测手段:
1、碘吸附值测定方法
根据GB/T 12496.7—90检测活性炭的碘吸附值。
【权利要求】
1.一种制备活性炭的方法，其特征在于:以有机钠为活化剂制备活性炭。
2.根据权利要求1所述的制备活性炭的方法，其特征在于:所述的有机钠为柠檬酸钠或酒石酸钠。
3.根据权利要求1所述的制备活性炭的方法，其特征在于:将木质或竹质原料粉碎，筛选出粒径1-2_的原料，并烘干至恒重；与有机钠按质量比为15:11:1充分混合后，在氮气保护下以5-10°C /min的速率升温至300-400°C，保温0.5_2h ;接着以1(T20°C /min的速率升温至600-800°C，保温2-3h，自然冷却至室温，停止通氮气；将产物倒入3~5wt.%的盐酸溶液中加热煮沸 ，再用蒸馏水洗涤至PH=7，干燥。
【文档编号】C01B31/12GK103771413SQ201410000141
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】陈孝云, 陆东芳, 陈星 , 高骁敏, 常鼎伟 申请人:福建农林大学