一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法
【专利摘要】本发明公开了一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，以牛粪为原料，通过一种由磷酸和一种磷酸系物混合而成的复合活化剂进行24h活化后再经高温炭化而制备成的。本发明主要利用畜牧养殖业废物—牛粪为原料，来源充足，易购，价格低；复合活化剂价格相对低廉并且能进行异地程度上的回收利用；并且使用这种活化剂对牛粪进行活化后再炭化处理的方法，从根本上解决了牛粪对环境的影响和破坏，制得的活性炭能直接进行实际应用，满足于各方面对活性炭的需求，变废为宝，具有显著的社会效益和经济效益，有相当良好的商业应用前景。
【专利说明】一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于活性炭的制备领域，其特别涉及一种采用复合活化法来处理牛粪，将其制备成活性炭的方法。
【背景技术】
[0002]随着畜牧养殖业的快速发展，动物的排泄物对环境的污染状况日趋严重，特别是排泄物中的氮、磷、铁、锌和铜等元素对环境污染尤其严重。并且上述的物质对环境的污染具有一定的长期积累性，当它们在环境中积累到一定的程度时，会导致土壤退化，农作物产量下降，而且通过通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，对生态环境造成极大的危害。而其中牛粪是主要排泄物之一，一头牛一天要排泄粪便约20 kg，一年就要有7000 kg多，产量巨大。就此已引起了来自政府，奶牛养殖场业主，科研工作者等各方面的高度关注与重视，相继开发出多种不同的应对方法，但不同的应对方法对于不同的养殖场具有一定的局限适用性，因此选择正确的畜禽养殖粪便的处理方式便成为了解决其对环境污染问题的关键所在。
[0003]活性炭是一种传统的碳材料，其具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，并且还含有良好的脱色、除臭、吸附等特殊性能，因此受到人们长期关注，并使活性炭在各个方面均获得了广泛应用。随着经济的发展，世界各国对活性炭的需求量越来越大，发展前景十分广阔。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种以牛粪为原料，采用复合活化法将其制备成粉状活性炭的方法。实现牛粪变废为宝的再利用。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，包括以下步骤:
(1)将牛粪晒干并过筛后放入容器内，备用；
(2)将晒干的牛粪与复合活化剂混合浸溃，牛粪与该复合活化剂的质量比为
0.14: 1-0.1:1，浸溃时间24小时；其中复合活化剂为磷酸与磷酸二氢钾的混合物；
(3)将浸溃复合活化剂的牛粪在40(T800°C的无氧条件下进行燃烧炭化1-3小时，获得活性炭；
(4)将获得的活性炭用蒸馏水洗涤过滤至滤液pH呈中性，再在105°C烘干，然后进行研磨、筛分得到100-200目的粉末状活性炭。
[0006]其中步骤(1)中所述将牛粪晒干并可以过筛至0.9mm。
[0007]步骤(2)中所述牛粪与复合活化剂的浸溃质量比可以为1:9。
[0008]步骤(2)中所述复合活化剂的磷酸与磷酸二氢钾的质量比可以为20:1。
[0009]步骤(3)中所述无氧条件下进行燃烧炭化的温度可以为700°C。
[0010]步骤(3)中所述的燃烧炭化时间可以为1.5小时。[0011]步骤(4)中所述的蒸馏水的温度可以为室温。
[0012]有益效果
(I)本发明使用牛粪作为原材料，替代现有的其它木质，煤炭等原料。不仅原料来源广泛，易得，而且成本低廉，既从根本上解决了牛粪的环境污染问题，又减少了一次性能源的消耗。
[0013](2)活性炭的生产原料为牛粪，使用的活化剂为磷酸与磷酸系物混合成的复合活化剂，相比目前普遍使用的商业活性炭以及单用磷酸作为活化剂制出的活性炭具有更高的得率和更好的吸附性能，同时确定了复合活化剂中组分的最佳应用比例，使得最后得到的牛粪活性炭性能得到了进一步提高。
[0014](3)本发明成本低，腐蚀性低，对环境污染小，是废物的再利用；工艺流程简单，可以进行工业化生产，既为畜禽废物一牛粪，提供了新的资源化利用途径，又节省了煤炭等一次性能源，也为活性炭的制备开拓了新的来源方向，可以满足各方面对活性炭不断增长的市场需求，具有较高的经济效益和社会效益；牛粪制备的活性炭可迅速脱色并吸附溶液中的重金属离子等污染物，能从根本上解决了牛粪堆积对环境的污染问题，具有良好的应用前景。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:
图1为原料牛粪扫描电镜图；
图2为磷酸法制得的牛粪活性炭扫描电镜图；
图3为实施例3复合活化剂法制得的牛粪活性炭扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0017]本发明所述实例中的得率，是产物质量与原料质量的比值，其公式为:
【权利要求】
1.一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将牛粪晒干并过筛后放入容器内，备用； (2)将晒干的牛粪与复合活化剂混合浸溃，牛粪与该复合活化剂的质量比为0.14: 1-0.1:1，浸溃时间24小时；其中复合活化剂为磷酸与磷酸二氢钾的混合物； (3)将浸溃复合活化剂的牛粪在40(T800°C的无氧条件下进行燃烧炭化1-3小时，获得活性炭； (4)将获得的活性炭用蒸馏水洗涤过滤至滤液pH呈中性，再在105°C烘干，然后进行研磨、筛分得到100-200目的粉末状活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(I)中所述将牛粪晒干并 过筛至0.9_。
3.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(2)中所述牛粪与复合活化剂的浸溃质量比为1:9。
4.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(2)中所述复合活化剂的磷酸与磷酸二氢钾的质量比为20:1。
5.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(3)中所述无氧条件下进行燃烧炭化的温度为700°C。
6.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的燃烧炭化时间为1.5小时。
7.根据权利要求1所述的一种以牛粪为原料制备粉状活性炭的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的蒸馏水的温度为室温。
【文档编号】C01B31/12GK104003386SQ201410248431
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】沈泽文, 曹奥运, 刘廷凤, 陈文栋, 陈亚南, 甘瑜威 申请人:南京工程学院