脱色用活性炭的制作方法

文档序号:11508728阅读:1131来源:国知局

本发明涉及环保材料技术领域,具体是脱色用活性炭。



背景技术:

近年来,随着工业的快速发展和社会各个层面环保意识的不断加强,活性炭被广泛运用于环保、食品、农业、催化剂应用、电极材料、医药等领域。活性炭产品的市场需求与日俱增的同时,成本因素却限制了活性炭的应用。因此,寻求价格低廉且储备量大的原材料、改进活性炭的制备工艺是节约成本、推广活性炭生产应用的有效途径。

活性炭广泛应用于气相和液相的脱色、分离、精制等方面。用于糖液脱色是活性炭的主要用途之一,该品种活性炭的用量大。但是工业上用水蒸气等物理活化法所生产的活性炭通常不具有焦糖脱色效果,即不能应用于焦糖脱色。

此外,许多居室的封闭式装修和室内所用的装饰材料造成了室内空气污染,挥发性有机化合物成为主要的空气污染物,如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等的浓度远高于国际标准,这是诱发多种恶性肿瘤疾病的重要因素之一,对居住者的身心健康造成了严重威胁。而且,各种挥发性有机化合物通常也具有难以接受的气味。现有活性炭效果差,与其它具有吸附作用的材料复合后才具有较好的效果,处理后甲醛等有机物吸附在活性炭等上,不利于再次利用,对甲醛等有机物无去除效果。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供脱色用活性炭,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过20-60目筛,然后置入质量百分含量10-12%的戊二醛水溶液中,加热至85-90℃,并在该温度下密封搅拌处理1.8-2h,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1-1.2h,然后加入二者质量3-5倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至75-78℃并在该温度下超声处理0.8-1h,然后在90-95℃的温度下搅拌至干即得混合物a;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为8-10:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:3-5:8-10;

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温30-35min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

作为本发明进一步的方案:步骤1)中,分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:3-5。

作为本发明进一步的方案:步骤1)中,搅拌速度为250-300r/min。

作为本发明进一步的方案:步骤2)中,分心木预处理料与叶蜡石的质量比为9:1。

作为本发明进一步的方案:步骤2)中,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:4:9。

作为本发明进一步的方案:步骤2)中,搅拌速度为150-200r/min。

作为本发明进一步的方案:步骤2)中,超声功率为500w。

活性炭在脱色处理中的应用。活性炭在分解甲醛、苯、甲苯、二甲苯处理中的应用。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明经过上述制备工艺制得的活性炭,比表面积、孔容积增加,吸附性能优越,焦糖脱色率可以高达120%,而且本发明还对滞留于室内空气中,以及家具、墙壁中的甲醛、苯类有害气体及挥发性有机物进行氧化降解,效果显著,可重复多次使用。本发明制备工艺简单,强度高、耐水性好,可以实现分心木的再利用,减少浪费和污染,降低了生产成本,具有很好的市场应用前景。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中,脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过20目筛,然后置入质量百分含量10%的戊二醛水溶液中,加热至85℃,并在该温度下密封搅拌处理1.8h,搅拌速度为250r/min,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:3。

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1h,然后加入二者质量3倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至75℃并在该温度下超声处理0.8h,超声功率为500w,然后在90℃的温度下搅拌至干即得混合物a,搅拌速度为150r/min;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为8:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:3:8。

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温30min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

实施例2

本发明实施例中,脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过60目筛,然后置入质量百分含量12%的戊二醛水溶液中,加热至90℃,并在该温度下密封搅拌处理2h,搅拌速度为300r/min,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:5。

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1.2h,然后加入二者质量5倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至78℃并在该温度下超声处理1h,超声功率为500w,然后在90-95℃的温度下搅拌至干即得混合物a,搅拌速度为200r/min;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为10:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:5:10。

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温35min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

实施例3

本发明实施例中,脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过20目筛,然后置入质量百分含量10%的戊二醛水溶液中,加热至85-90℃,并在该温度下密封搅拌处理1.8h,搅拌速度为250r/min,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:3。

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1h,然后加入二者质量3倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至75℃并在该温度下超声处理0.8h,超声功率为500w,然后在90℃的温度下搅拌至干即得混合物a,搅拌速度为150r/min;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为9:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:4:9。

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温30min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

实施例4

本发明实施例中,脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过60目筛,然后置入质量百分含量12%的戊二醛水溶液中,加热至85-90℃,并在该温度下密封搅拌处理2h,搅拌速度为300r/min,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:5。

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1.2h,然后加入二者质量5倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至78℃并在该温度下超声处理0.8-1h,超声功率为500w,然后在95℃的温度下搅拌至干即得混合物a,搅拌速度为200r/min;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为9:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:4:9。

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温35min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

实施例5

本发明实施例中,脱色用活性炭,它是经过以下步骤制得:

1)将分心木粉碎、过60目筛,然后置入质量百分含量11%的戊二醛水溶液中,加热至90℃,并在该温度下密封搅拌处理1.9h,搅拌速度为300r/min,过滤取出沉淀,烘干后制得分心木预处理料;分心木与戊二醛水溶液的质量比为1:4。

2)将分心木预处理料与叶蜡石混合、研磨1.2h,然后加入二者质量4倍的含有丙烯胱胺的醋酸溶液,升温至76℃并在该温度下超声处理0.9h,超声功率为500w,然后在95℃的温度下搅拌至干即得混合物a,搅拌速度为200r/min;其中分心木预处理料与叶蜡石的质量比为9:1,含有丙烯胱胺的醋酸溶液中的丙烯胱胺、醋酸、水的质量比为1:4:9。

3)将混合物a置入马弗炉中,以11℃/min的升温速度升温至220℃,并在该温度下保温35min,然后以15℃/min的升温速度升温至650℃,并在该温度下保温20min,然后降温至420℃并在该温度下保温20min即得活性炭。

对比例1

将分心木制成活性炭的过程中除不含有戊二醛、丙烯胱胺外,其它均与实施例5一致。

对比例2

将分心木制成活性炭的过程中除不含叶蜡石外,其它均与实施例5一致。

表1实施例1-5与对比例1-2中各活性炭的性能参数

注:表中“-”表示不能检测到该值。

本发明还采用秸秆、花生壳等为原料制得的活性炭,却均达不到本发明脱色效果的60%。此外,本发明还具有分解苯、甲苯和二甲苯的功效,具体描述如下所示。

材料:实施例5

检测设备:大气采样器、分光光度计

检测依据:gb11737-89《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法气相色谱法》

试验方法:

1、对某正常居室进行效果检测。面积80m2,室内板式家具、沙发、地板、油漆墙面和顶面,检测前空间封闭24小时苯、甲苯或二甲苯浓度,检测经过施工后空间封闭24小时苯、甲苯或二甲苯浓度,进行前后对比计算。

2、治理方法:将本发明实施例5活性炭10g置入该空间中,将空间进行封闭,24小时后进行检测。

3、检测结果如表2所示。此外,还对含有甲醛的空间进行上述试验,结果如表2所示。

表2

经检测,本发明对于室内苯、甲苯、二甲苯、甲醛的去除效果为97.1%,97.4%,96.8%,99.6%。对经上述去除过程的活性炭进行检测,经检测其内部含有的苯、甲苯、二甲苯、甲醛含量很低,说明本发明是对苯、甲苯、二甲苯、甲醛具有分解的作用。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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