一种磁性活性炭及其制备方法
【专利摘要】一种磁性活性炭及其制备方法，该活性炭包括以下按重量份数计的牛粪20-30份，污泥10-20份，农作物秸秆60-80份，煤粉20-40份，磁性材料20-30份。制备方法是：先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡后用蒸馏水冲洗至中性；将处理后的原料进行两步微波处理，待活化结束后冷却至室温并将其取出；取出后的活化产物用蒸馏水冲洗，再加入盐酸溶液，加热再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；再干燥处理后研磨得活性炭。本发明制备的活性炭具有足够磁强度和稳定的磁性能的磁性活性炭，且具有较高的比表面积、吸附性能好等优点，并且本发明取材广泛，成本低，适合产业化生产。
【专利说明】一种磁性活性炭及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于活性炭，具体涉及一种磁性活性炭及其制备方法。
【背景技术】
[0002]活性炭是一种优质吸附剂，具有较强的化学稳定性、机械强度，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水和有机溶剂，使用失效后容易再生等良好性能，在食品加工、医药、冶金、化工、环保等方面具有广泛用途。制备活性炭的原料有木材、焦炭、石油焦、果壳等，其生产方法有水蒸气或烟道气活化法、高温炭化、化学炭化活化法等。市场上高品质的活性炭，主要由常规加热氢氧化钾活化的方法制得，其活化时间较长，活化温度较高，氢氧化钾的耗量较大，活化剂的回收难度大。因全球能源紧张和国家节能减排政策实施，探讨新的活性炭生产原料和工艺成为关注的热点。
[0003]活性炭在使用过程中分离和回收等问题日益突出。例如，应对水源水的突发污染事件，投加活性炭是经济有效的解决方法，然后，由于难以对使用后活性炭进行有效的回收。所以对活性炭赋磁是解决回收活性炭的有效方法。
【发明内容】
[0004]解决的技术问题:针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种磁性活性炭及其制备方法，吸附性好，磁性稳定，易于回收，其具有更大的经济效益和社会效益。
[0005]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪20-30份，污泥10-20份，农作物秸杆60-80份，煤粉20-40份，磁性材料20-30份。
[0006]牛粪用生物有机肥料发酵菌发酵处理。
[0007]磁性材料为铁粉芯或铁娃招粉芯的一种。
[0008]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(1)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料1-3天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2)将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为600-800W，活化时间为12-15分钟，第二步微波处理功率为800-900W，活化处理5-10分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3 )取出后的活化产物用蒸馏水冲洗2-4后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至40-50°C，加热时间10-15分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中100-120°C干燥处理24-48小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0009]作为优选的是，步骤(2)中第一步微波处理功率为800W，活化时间为15分钟，第二步微波处理功率为900W，活化处理10分钟。
[0010]作为优选的是，步骤(4)干燥处理温度为120°C，时间为48小时。[0011]有益效果
本发明制备的活性炭具有足够磁强度和稳定的磁性能的磁性活性炭，该磁性活性炭具有较高的比表面积、吸附性能好等优点，并且本发明取材广泛,成本低,适合产业化生产。
【具体实施方式】
[0012]下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0013]实施例1
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪20份，污泥10份，农作物秸杆60份，煤粉20份，铁粉芯20份。
[0014]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料I天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为600W，活化时间为12分钟，第二步微波处理功率为800W，活化处理5分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗2次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至40°C，加热时间10分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中100°C干燥处理24小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0015]实施例2
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪20份，污泥10份，农作物秸杆60份，煤粉20份，铁粉芯20份。
[0016]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料2天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为700W，活化时间为13分钟，第二步微波处理功率为850W，活化处理6分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗3次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至45°C，加热时间12分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中110°C干燥处理36小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0017]实施例3
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪20份，污泥10份，农作物秸杆60份，煤粉20份，铁粉芯20份。
[0018]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料3天后用蒸馏水冲洗至中性； (2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为800W，活化时间为15分钟，第二步微波处理功率为900W，活化处理10分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗4次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至50°C，加热时间15分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中120°C干燥处理48小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0019]实施例4
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪25份，污泥15份，农作物秸杆70份，煤粉30份，铁硅铝粉芯25份。
[0020]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料I天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为600W，活化时间为12分钟，第二步微波处理功率为800W，活化处理5分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗2次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至40°C，加热时间10分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中100°C干燥处理24小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0021]实施例5
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪25份，污泥15份，农作物秸杆70份，煤粉30份，铁硅铝粉芯25份。
[0022]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料2天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为700W，活化时间为13分钟，第二步微波处理功率为850W，活化处理6分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗3次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至45°C，加热时间12分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中110°C干燥处理36小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0023]实施例6
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪25份，污泥15份，农作物秸杆70份，煤粉30份，铁硅铝粉芯25份。
[0024]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料3天后用蒸馏水冲洗至中性； (2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为800W，活化时间为15分钟，第二步微波处理功率为900W，活化处理10分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗4次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至50°C，加热时间15分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中120°C干燥处理48小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0025]实施例7
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪30份，污泥20份，农作物秸杆80份，煤粉40份，铁粉芯20份，铁硅铝粉芯30份。
[0026]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料I天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为600W，活化时间为12分钟，第二步微波处理功率为800W，活化处理5分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗2次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至40°C，加热时间10分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中100°C干燥处理24小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0027]实施例8
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪30份，污泥20份，农作物秸杆80份，煤粉40份，铁粉芯20份，铁硅铝粉芯30份。
[0028]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料2天后用蒸馏水冲洗至中性；
(2 )将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为700W，活化时间为13分钟，第二步微波处理功率为850W，活化处理6分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗3次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至45°C，加热时间12分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中110°C干燥处理36小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0029]实施例9
一种磁性活性炭，包括以下按重量份数计的原料:牛粪30份，污泥20份，农作物秸杆80份，煤粉40份，铁粉芯20份，铁硅铝粉芯30份。
[0030]一种磁性活性炭的制备方法，包括以下步骤:
(I)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料3天后用蒸馏水冲洗至中性；(2 )将步骤(1)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为800W，活化时间为15分钟，第二步微波处理功率为900W，活化处理10分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出；
(3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗4次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至50°C，加热时间15分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭；
(4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中120°C干燥处理48小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
[0031]将本发明制备的活性炭与市售磁性活性炭的性能进行对比，所得数据如表1所示:
【权利要求】
1.一种磁性活性炭，其特征在于包括以下按重量份数计的原料:牛粪20-30份，污泥10-20份，农作物秸杆60-80份，煤粉20-40份，磁性材料20-30份。
2.根据权利要求1所述一种磁性活性炭，其特征在于:牛粪用生物有机肥料发酵菌发酵处理。
3.根据权利要求1所述一种磁性活性炭，其特征在于:磁性材料为铁粉芯或铁硅铝粉芯的一种。
4.权利要求1所述一种磁性活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)先将牛粪和污泥清洗过滤并烘干，按照重量份数称取原料混合后，用KOH溶液浸泡原料1-3天后用蒸馏水冲洗至中性； (2)将步骤(I)中处理后的原料置于玉坩埚中，再将玉坩埚放入微波炉中进行两步微波处理，第一步微波处理功率为600-800W，活化时间为12-15分钟，第二步微波处理功率为800-900W，活化处理5-10分钟，待活化结束后冷却至室温并将其取出； (3)取出后的活化产物用蒸馏水冲洗2-4次后，再向活化产物中加入盐酸溶液，在磁力搅拌器上加热至40-50°C，加热时间10-15分钟，再用蒸馏水冲洗至中性得半成品活性炭； (4)将半成品活性炭置于真空干燥箱中100-120°C干燥处理24-48小时，干燥结束后研磨至100目得活性炭。
5.根据权利要求4所述一种磁性活性炭的制备方法，其特征在于:步骤(2)中第一步微波处理功率为800W，活化时间为15分钟，第二步微波处理功率为900W，活化处理10分钟。
6.根据权利要求4所述一种磁性活性炭的制备方法，其特征在于:步骤(4)干燥处理温度为120°C，时间为48小时。
【文档编号】B01J20/20GK104028221SQ201410286499
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】顾肖红, 丁演, 潘琳 申请人:无锡市崇安区科技创业服务中心