一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法

本发明涉及活性炭材料领域，具体涉及一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法。

背景技术：

1、三聚氰胺饰面纸为人造板的饰面材料，因其需求量大，导致了大量三聚氰胺饰面纸废料的产生，其主要成分为废弃的热固性树脂-三聚氰胺树脂，原纸材料-纤维素、半纤维素。因其生产加工的原因，该废料目前无更好的处理方式，热固性树脂的不可逆性是主要问题

2、随着人们保护环境及节约能源意识的日益加强，活性炭的研究引起了国内外学者越来越多的关注，人们对活性炭制备工艺也提出了更高的要求。不但如此，制备活性炭的原材料资源紧张以及人们对活性炭吸附性能的高需求，使活性炭的进一步发展受到制约。如何高效利用廉价易得的原材料开发具有优异吸附性能的活性炭已经成为研究的热点。

3、公开号为cn 202110551414.3的中国发明专利中公开了一种吸附亚甲基蓝的高比表面积活性炭的制备方法和应用，该方法以竹材为基材，氢氧化钾为活化剂。公开号cn202110465242.8的中国发明专利中公开了一种活性炭的制备方法及其产品，该方法以聚丙烯腈为基材，碱性溶液为活化剂。上述专利方法研究中，都需要在惰性气体的保护下进行，间接地提高了制造成本，而且不同材料的活性炭制备，其原材料与三聚氰胺饰面纸相比，成本均高于它，三聚氰胺饰面纸废料的利用真正做到了零成本。

4、因此，提供一种既可以降低成本及能耗，还有利于资源回收的用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭材料的方法成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明提供了一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，该方法可以有效处理不可回用的三聚氰胺饰面纸肥料，使三胺纸废料实现高附加值利用；

2、且本方法温和、简易且环境友好；最重要的，本方法相比于现有技术，在制备过程中，不需要惰性气体的保护，可以进一步节省成本；本方法将氢氧化钠分散于水中，提高了碳材料与氢氧化钠的接触面积，使氢氧化钠全方面的活化碳材料，大幅提高活性炭的吸附容量和去除率。

3、一种三聚氰胺饰面纸废料制备多孔碳材料，所述多孔碳材料是将原始的三胺纸废料粉末化，通过热处理对其进行碳化处理，使得三胺纸废料富集一定的固定碳和初始碳孔隙。

4、将碳化后的样品选择合适的活化剂来进行活化处理，使碳材料具有更大的比表面积。本产品选取氢氧化钠为活化剂，将氢氧化钠和碳化粉末进行搅拌处理，加入适量去离子水充分混合，保证氢氧化钠能进入其孔隙，然后将其放入烘箱去除水分。

5、热解结束后的样品，并不能直接应用，因为选择了强碱为活化剂，因此其碱性过强，需经过洗涤，对其进行酸碱中和，让样品的洗涤液达到中性。

6、另外，本发明在活化剂的选取上，因为三聚氰胺饰面纸特殊的成分组成，常用的活化方式并不适用。热固性树脂和原纸材料的脆性，决定了物理活化法的不适用性，而酸性活化剂对环境的影响比碱性活化剂的影响大，因此选用碱性活化剂。从成本和其他综合因素考虑，氢氧化钾比氢氧化钠的碱性更强，但因为生产成本的因素，选取氢氧化钠更适合本发明。

7、一种三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭材料的方法，包括以下步骤，

8、步骤一，将三聚氰胺饰面纸废料粉碎、烘干后碳化处理，得碳粉；

9、优选的，三聚氰胺饰面纸废料的重量为30-140g/m2；

10、优选的，粉碎粒径为40-60目；

11、优选的，烘干采用103℃的电热鼓风干燥机中烘干至恒重，放入干燥器冷却备用；

12、优选的，所述碳化处理为，将三聚氰胺饰面纸碎片放入碳化炉中，碳化温度为200-600℃；

13、更优选的，在放入碳化炉之前，先将碳化炉预热40min，从室温升至200℃，在以按照10℃/min的升温速率，升至目标温度；

14、步骤二，将碳粉与基体活化剂分散于去离子水中混匀，然后烘干处理，得样品；

15、优选的，基体活化剂为氢氧化钠，氢氧化钠与碳粉的质量比为2:1-5:1，更优选的，质量比为2:1、3:1、4:1、5:1；

16、优选的，用磁力搅拌机搅拌0.5-2h；

17、优选的，所述烘干采用103℃烘干箱；

18、步骤三，对样品进行活化处理，活化完成后得初品；

19、优选的，将样品置于管式炉内，温度200-600℃条件下活化0.5-2h；

20、步骤四，用酸性溶液与去离子水依次洗涤初品，得活性炭材料；

21、优选的，酸性溶液为盐酸，质量浓度为5％-15％，当ph值为7-7.5时，用去离子水洗涤至中性。

22、本发明有以下优点：

23、(1)通过探究三聚氰胺饰面纸制备的活性炭，优化工艺参数，有助于获得高比表面积及孔体积、发达的孔结构体系和优秀吸附能力的低成本活性炭，不仅可以降低成本及能耗，还有利于资源的循环利用。

24、(2)利用三聚氰胺饰面纸这一廉价易得、工厂无法避免的产物制备活性炭材料，具有巨大的潜力和社会效益，对促进家具工厂废料的增值化利用具有十分重要的意义。

25、(3)过碱性活化剂对炭材料活化，其试剂对环境友好，无有毒物质的产生。

26、(4)其原材料为工厂废弃物，处理方式有限，本发明利用有限的资源创造无限的价值为主，制备一种低成本多孔活性炭。本发明可广泛应用于多种场地，发挥其吸附的本质。

技术特征：

1.一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤一中粉碎粒径为40-60目，烘干采用103℃的电热鼓风干燥机烘干至恒重。

3.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤一中碳化处理过程为：

4.根据权利要求3所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，预热至200℃，升温速率为10℃/min，目标温度为200-600℃。

5.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤二中所述基体活化剂为氢氧化钠，氢氧化钠与碳粉的质量比为2:1-5:1。

6.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤二中，所述烘干采用103℃烘干箱。

7.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤三中，所述活化处理为，将样品置于管式炉内，温度200-600℃条件下活化0.5-2h。

8.根据权利要求1所述的一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，其特征在于，步骤四中所述酸性溶液为质量浓度5％-15％的盐酸，用盐酸洗涤至ph值为7-7.5时，再用去离子水洗涤至中性。

9.一种权利要求1-8任一项所述的方法制备的活性炭材料。

技术总结
本发明提供了一种用三聚氰胺饰面纸废料制备活性炭的方法，包括以下步骤，步骤一，将三聚氰胺饰面纸废料粉碎、烘干后碳化处理，得碳粉；步骤二，将碳粉与基体活化剂分散于去离子水中混匀，然后烘干处理，得样品；步骤三，对样品进行活化后得初品；步骤四，用酸性溶液与去离子水依次洗涤初品，得活性炭材料；本发明的目的在于将不可回用的废弃三聚氰胺纸进行高值化利用。

技术研发人员：云虹,张耀坤,林秀仪,胡传双,章伟伟,涂登云
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16