本发明属于活性炭领域，具体涉及棉秆基活性炭的制备方法。
背景技术：
活性炭孔隙结构发达、比表面积大，具有较强的吸附能力，作为一种优良的吸附材料，广泛应用于医药、食品、化工、国防、农业等各个领域。目前，制备活性炭的制备原料来源主要有木质活性炭（如木屑、木炭、稻壳、生物质秸秆等为原料）；果壳活性炭（如椰壳、核桃壳、杏壳等为原料）；矿物质活性炭（各种煤如褐煤、气煤、焦煤、无烟煤等和石油及其加工产物为原料）等，由于活性炭是一种吸附材料，为提高其吸附性能，满足不同领域的需要，要求活性炭杂质含量少、吸附性能好、强度高，而且要求成本低，再加上于环境、资源、价格等问题，国内外一直在大力研究开发以生物质材料为原料，寻找价格低廉、产量更加丰富的原材料和更加先进的加工工艺是目前降低活性炭成本的有效方法。
我国是一个农业大国，可获得的农作物秸秆资源丰富,其中棉花作为重要的经济作为和工业原料，根据中国报告大厅网站的统计数据显示，2014年全国棉花播种面积421万公顷。棉花丰收的同时产生大量的棉花秸秆，全国每年棉花秸秆约为2760万吨。我国棉秆的开发利用主要体现在再工业上采用棉秆造纸和木板；在畜牧业上吧棉秆粉碎加工成饲料等。目前新疆棉花秸秆处理方式：一是粉碎还田，但棉秆质地坚硬，而且新疆阳光充足气候干燥降雨量少，导致棉秆难以沤烂，从而不能作为当年的废料使用，而且会破坏土壤的结构影响农作物生长。二是棉秆加工成畜禽饲料由于棉花秸秆处理成本高，在未处理的情况下，蛋白质含量较低，粗纤维含量较高，使畜禽难以消化，很少使用棉秆作为畜禽饲料，大部分棉花秸秆被粉碎还田或者就地焚烧，并未得到充分利用，即极大的浪费了该生物质资源又会对环境造成一定的破坏。因此利用农业废弃物棉秆制备活性炭，原料丰富、价格低廉，不仅有利于减少农业废弃物对环境的污染，同时能够解决现有活性炭生产资源紧张的状况，还可以增效创收，变废为宝。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供了一种棉秆基活性炭的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
棉秆基活性炭的制备方法，包括如下步骤：
（1）将棉杆粉碎后，用氢氧化钠溶液浸泡8-24小时，过滤，干燥；
（2）将经步骤（1）处理的棉杆在250～450℃下进行炭化，炭化后洗至中性，即得到棉秆基活性炭。
优选地，步骤（1）中，氢氧化钠溶液的浓度为10～20wt%。
优选地，步骤（1）中，棉杆与氢氧化钠溶液的质量比为0.5～2.5:1。
优选地，步骤（1）中，在室温下进行浸泡，浸泡时间为12小时。
优选地，步骤（2）中，炭化时间为60～180min。
优选地，步骤（2）中，以20℃/min的速度升至250～450℃。
优选地，步骤（1）中，棉杆粉碎后，先过40目标准筛，再进行浸泡。
通过本发明方法制备的活性炭，有效利用了棉秆资源，避免了棉秆焚烧对大气造成的污染。制备过程简单，效率高，成本低，活性炭得率可达30%以上，而且对水中金属铜离子有很好的吸附效果。与先炭化后活化相比，本发明方法的活性炭利率和铜离子吸附值均有明显提高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是棉秆基活性炭的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述实施例中，棉秆基活性炭得率计算公式为：
式中：ρ—活性炭得率，%；
m1—碳化产物质量，g；
m2—原料质量，g。
铜的吸附值测定：按照国家环境保护局和水和废水监测分析方法编委会联合编写的《水和废水监测分析方法（第四版）》配制测量标准溶液，用contrAA300连续光源原子吸收光谱仪测定棉秆基活性炭吸附后废水溶液中Cu2+的含量。棉秆基活性炭对Cu2+的吸附量q如公式为：
式中：q—吸附量，mg/g；
V—为溶液体积，mL；
M—吸附剂的质量，g；
C0、C—吸附前后Cu2+的浓度，mg/L
实施例1
将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。将棉杆粉与浓度10wt%的氢氧化钠溶液按质量比2：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，再将棉秆粉放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至250℃，炭化150min，随炉冷却，水洗至中性，干燥，既得棉秆基活性炭，得率为67.77%，铜的吸附值为7.41mg/g。
对比试验：将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至250℃，炭化150min，随炉冷却，将得到的棉秆炭与浓度10wt%的氢氧化钠溶液按质量比2：1混合，静置12h后过滤，水洗至中性，干燥，在马弗炉中按升温速率为20℃/min升至250℃，活化150min，既得棉秆基活性炭，得率为26.06%，铜的吸附值为5.32mg/g。
实施例2
将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。将棉杆粉与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，再将棉秆粉放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至350℃，炭化150min，随炉冷却，水洗至中性，干燥，既得棉秆基活性炭，得率为47.41%，铜的吸附值为7.02mg/g。
对比试验：将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至350℃，炭化150min，随炉冷却，将得到的棉秆炭与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，水洗至中性，干燥，再将棉秆炭放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至350℃，活化150min，既得棉秆基活性炭，得率为24.57%，铜的吸附值为5.34mg/g。
实施例3
将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。将棉杆粉与浓度20wt%的氢氧化钠溶液按质量比1：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，再将棉秆粉放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至300℃，炭化60min，随炉冷却，水洗至中性，干燥，既得棉秆基活性炭，得率为34.23%，铜的吸附值为7.39mg/g。
对比试验：将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至300℃，炭化60min，随炉冷却，将得到的棉秆炭与浓度20wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，水洗至中性，干燥，再将棉秆炭放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至300℃，活化60min，既得棉秆基活性炭，得率为26.18%，铜的吸附值为5.61mg/g。
实施例4
将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。将棉杆粉与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，再将棉秆粉放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至400℃，炭化120min，随炉冷却，水洗至中性，干燥，既得棉秆基活性炭，得率为47.5%，铜的吸附值为8.13mg/g。
对比试验：将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至400℃，炭化120min，随炉冷却，将得到的棉秆炭与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，水洗至中性，干燥，再将棉秆炭放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至400℃，活化120min，既得棉秆基活性炭，得率为14.69%，铜的吸附值为6.32mg/g。
实施例5
将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。将棉杆粉与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，再将棉秆粉放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至450℃，炭化90min，随炉冷却，水洗至中性，干燥，既得棉秆基活性炭，得率为43.39%，铜的吸附值为8.44mg/g。
对比试验：将50g将棉秆洗涤干净，晾干后，粉碎至40目。在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至450℃，炭化90min，随炉冷却，将得到的棉秆炭与浓度15wt%的氢氧化钠溶液按质量比0.5：1混合，静置12h后过滤，在105℃下干燥12h，水洗至中性，干燥，再将棉秆炭放入瓷坩埚中，在智能马弗炉中按升温速率为20℃/min升至450℃，活化90min，既得棉秆基活性炭，得率为13.21%，铜的吸附值为6.82mg/g。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。