利用薯渣制備活性炭纖維的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用薯渣制備活性炭纖維的方法，屬于環(huán)保材料制劑的制備方法領(lǐng)域。所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，包括以下步驟：將薯渣用氫氧化鈉溶液浸漬3-5天，將浸漬好的薯渣過濾后裝入鐵筒，置于馬弗爐中，300℃低溫碳化30min，再用活化劑浸漬，700-900℃活化20-40min，即得活性炭纖維。本發(fā)明所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，利用農(nóng)副產(chǎn)品—薯渣制備活性炭纖維，其工藝簡(jiǎn)單、方法可行，制備的活性炭纖維具有良好的吸附性能，本方法具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】利用薯渣制備活性炭纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用薯渣制備活性炭纖維的方法，屬于環(huán)保材料制劑的制備方法 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭纖維是繼廣泛使用的粉末活性炭、顆?；钚蕴恐蟮牡谌滦臀讲?料，它是由纖維為原料制成，具有比表面積大、孔徑適中、分布均勻、吸附速度快、雜質(zhì)少等 優(yōu)點(diǎn)。被廣泛運(yùn)用于水凈化、空氣凈化、航空、軍事、核工業(yè)、食品等行業(yè)。
[0003] 薯渣作為農(nóng)副產(chǎn)品，在農(nóng)村絕大部分被作為廢渣而拋棄。通過利用薯渣開發(fā)出具 有豐富的微孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積的活性炭纖維，具有一定的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明旨在提供一種工藝簡(jiǎn)單、利用薯渣制備活性炭纖維的方法。
[0005] 本發(fā)明所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，包括以下步驟： 將薯渣用氫氧化鈉溶液浸漬3-5天，將浸漬好的薯渣過濾后裝入鐵筒，置于馬弗爐中， 300°C低溫碳化30min，再用活化劑浸漬，700-900°C活化20-40min，即得活性炭纖維。
[0006] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述的活化溫度為800°C，活化時(shí)間30min。
[0007] 更優(yōu)選的，本發(fā)明所述的活化劑為35%的氯化鋅溶液，浸漬時(shí)間為4h。
[0008] 本發(fā)明所述的制備方法，利用薯渣廢棄物開發(fā)活性炭纖維（ACF)，原材料豐富易 得，設(shè)備簡(jiǎn)單易操作，產(chǎn)物對(duì)含酚廢水的凈化效果良好。
[0009] 本發(fā)明所述的制備方法中，取足量的薯渣用氫氧化鈉溶液浸漬數(shù)天，以去掉可溶 性的低分子物，同時(shí)使纖維素的結(jié)晶受到破壞，增加纖維素大分子的反應(yīng)活性。將浸漬好的 薯渣裝入特制鐵筒，置于馬弗爐中，300°C低溫碳化30min，排除纖維素中非碳組分，殘留的 碳經(jīng)重排，局部形成石墨微晶，取出自然冷卻。碳化后的碳纖維在活化劑氯化鋅溶液中浸漬 數(shù)小時(shí)進(jìn)行活化，然后在700-900°C活化20-40min，得到的活性炭纖維（ACF)。對(duì)所制備的 活性炭纖維吸附性能的影響因素為活化劑類型、活化溫度和活化時(shí)間。其中： 使用活化劑活化屬催化活化法。使用氯化鋅做活化劑時(shí)，金屬原子對(duì)結(jié)晶性能比較好 的碳起選擇氣化作用（氯化鋅活化時(shí)催化有機(jī)纖維在低溫下發(fā)生脫水、裂解、交聯(lián)反應(yīng)，并 在碳纖維中占據(jù)一定的空間；當(dāng)溫度進(jìn)一步升高，這些活化劑成為氣體揮發(fā)，而剩下豐富的 孔洞)，從而使微孔成為一體，形成中孔。這些孔徑的變化或許適宜吸附行為。吸附劑微孔 大小為吸附質(zhì)分子臨界尺寸的兩倍時(shí)，吸附質(zhì)較易吸附。因?yàn)檫@時(shí)吸附質(zhì)分子能有效的接 受微孔表面疊加的吸附力場(chǎng)。ACF孔徑調(diào)整的目的，就是使ACF的孔徑與吸附質(zhì)分子的尺 寸相當(dāng)，以獲得最佳吸附效果。
[0010] 活化時(shí)間愈長(zhǎng)，孔徑越大，實(shí)際上降低了 ACF的表面積，在吸附行為上表現(xiàn)為大孔 和中孔成為部分吸附質(zhì)的凝聚點(diǎn)而不易進(jìn)入微孔，吸附率降低。
[0011] 活化溫度對(duì)產(chǎn)物吸附性能的影響極小，這是因?yàn)榈蜏靥蓟痛呋罨植竭M(jìn)行， 碳纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生了分步變化。全過程進(jìn)行分析表明，700°C以前為低溫碳化，700°C以后為高 溫碳化，即在700°C以后主要是交聯(lián)結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行縮聚反應(yīng)，碳網(wǎng)面迅速生長(zhǎng)，逐步形成亂 層石墨結(jié)構(gòu)，更有利于吸附。
[0012] 利用本發(fā)明所述的最佳工藝條件研制的ACF，對(duì)含苯酚的合成水樣有良好的吸附 效果，吸附率高達(dá)90%以上，且吸附率隨吸附質(zhì)流速的增大而減小，說明靜態(tài)吸附雖然消耗 時(shí)間長(zhǎng)，但吸附較徹底，動(dòng)態(tài)吸附省時(shí)，設(shè)備適宜工業(yè)化。
[0013] 本發(fā)明所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，利用農(nóng)副產(chǎn)品一薯渣制備活性炭 纖維，其工藝簡(jiǎn)單、方法可行，制備的活性炭纖維具有良好的吸附性能，本方法具有較好的 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例一： 將薯渣用氫氧化鈉溶液浸漬3-5天，將浸漬好的薯渣過濾后裝入鐵筒，置于馬弗爐中， 300°C低溫碳化30min，再用35%的氯化鋅溶液浸漬4h，然后在800°C活化30min，即得活性 炭纖維。
[0015] 實(shí)施例二：對(duì)含苯酚的合成水樣的吸附測(cè)試 稱取5克所制備的活性炭纖維，在分液漏斗的活栓以上放上小棉團(tuán)，以防活性炭纖維 漏掉；然后把樣品置于分液漏斗中。另取IOOmL濃度為1000mg/L的合成水樣，加入到已用 標(biāo)準(zhǔn)液洗過的酸式滴定管中。在進(jìn)行測(cè)試前一定要調(diào)節(jié)好液體適當(dāng)?shù)牧魉伲蛊溥m合測(cè)試 實(shí)驗(yàn)要求。測(cè)試實(shí)驗(yàn)分三種滴速，分別為40mL/h、60mL/h、120mL/h ,對(duì)每次吸附后的液體過 濾并測(cè)其透光率，利用吸附率公式和吸附容量公式計(jì)算并評(píng)價(jià)產(chǎn)品的吸附性能。
[0016] 表-1對(duì)含苯酚的合成水樣的吸附測(cè)試
【權(quán)利要求】
1. 利用薯渣制備活性炭纖維的方法，包括以下步驟： 將薯渣用氫氧化鈉溶液浸漬3-5天，將浸漬好的薯渣過濾后裝入鐵筒，置于馬弗爐中， 300°C低溫碳化30min，再用活化劑浸漬，700-900°C活化20-40min，即得活性炭纖維。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，其特征在于所述的活化溫 度為800°C，活化時(shí)間30min。
3. 如權(quán)利要求1所述的利用薯渣制備活性炭纖維的方法，其特征在于所述的活化劑 為35%的氯化鋅溶液，浸漬時(shí)間為4h。
【文檔編號(hào)】D01F11/12GK104328532SQ201410537536
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陸強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安華陸環(huán)保設(shè)備有限公司