技术领域
[0001] 本
发明属于活性炭技术领域,涉及复合原料型活性炭的制备,具体涉及一种废茶叶-花生壳基活性炭的制备方法。
背景技术
[0002] 活性炭因具有较强的
吸附性、催化性能和易再生等优点,已成为当下应用最广泛的环境友好型吸附剂。活性炭的制备原料十分广泛,绝大部分含
碳物质都可制备活性炭,如
植物、动物、废料、城市垃圾等。但是传统的单一原料制备活性炭存在含碳量低、
比表面积小等问题,因此,利用复合原料制备活性炭以提高吸附性能,已成为近几年来的研究重点。废弃茶梗、茶末及果壳均为我国重要的农林废弃物,其化学成分主要包括
纤维素、半
纤维素、木质素等,与一般的木质材料无异,是制备活性炭较好的
生物质原料。目前国内已有利用单一原料制备活性炭的相应研究,而利用复合型原料制备活性炭的研究较少。为寻找新的复合原料,改良活性炭相关性能,选取废茶叶和果壳作为研究对象以制备性能较高的活性炭,在扩大制备活性炭的原料来源,提供一种新型有效制备方法的同时,并将此应用于社会生产以实现废弃物的重新利用,对
循环经济的发展也起到一定的带动作用。
发明内容
[0003] 针对利用单一原料制备活性炭的相应研究较多,但利用复合型原料制备活性炭的研究较少的问题,本发明提供了一种以废茶叶和花生壳为原料制备废茶叶-花生壳基活性炭的方法。
[0004] 一种废茶叶-花生壳基活性炭的制备方法,包括以下步骤:
[0005] (1)将花生壳和废茶叶分别烘干后
粉碎,将过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末进行混合,得到混合原料A;
[0006] (2)以氢
氧化
钾、氢氧化钠、
磷酸、
硫酸或氯化锌为活化剂,配置
质量浓度为20%~80%的活化剂溶液,取与活化剂溶液的质量比为1:1~1:6的混合原料A浸渍在所述活化剂溶液中,在室温下浸渍1~10小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在300~
700℃下于
马弗炉中
真空煅烧1~6小时,最后将煅烧后的产物在研钵中
研磨并过80目筛即得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0007] 优选地,所述花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:7~7:1。
[0008] 优选地,所述花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1。
[0009] 优选地,所述活化剂溶液为氯化锌溶液。
[0010] 优选地,所述活化剂溶液的质量浓度为40%。
[0011] 优选地,所述混合原料A与活化剂溶液的质量比为1:3。
[0012] 优选地,所述浸渍时间为2小时。
[0014] 优选地,所述煅烧时间为2小时。
[0015] 有益效果:
[0016] 本发明制备得到的废茶叶-花生壳基活性炭的碳含量高、比表面积大,具有高的吸附性,其原料充分利用固体废弃物废茶叶和花生壳,扩大了制备活性炭的原料来源,实现了废弃物的再利用,积极带动循环经济的发展,且其制备工艺简单,操作方便,成本低廉。
具体实施方式
[0017] 下面结合
实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
[0018] 实施例1:
[0019] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:7);称取10.00g质量浓度为20%的氢氧化钾溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:1);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氢氧化钾溶液中,在室温下浸渍1小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在300℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧1小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0020] 实施例2:
[0021] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为7:1);称取10.00g质量浓度为20%的氢氧化钠溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:1);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氢氧化钠溶液中,在室温下浸渍1小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在300℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧1小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0022] 实施例3:
[0023] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:7);称取60.00g质量浓度为80%的磷
酸溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:6);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于磷酸溶液中,在室温下浸渍10小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在
700℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧6小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0024] 实施例4:
[0025] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为7:1);称取60.00g质量浓度为80%的硫酸溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:6);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于硫酸溶液中,在室温下浸渍10小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在
700℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧6小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0026] 实施例5:
[0027] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:3);称取50.00g质量浓度为50%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:5);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍6小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在400℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧3小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0028] 实施例6:
[0029] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取40.00g质量浓度为20%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:4);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍6小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0030] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定
频率在
振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为70.48%。
[0031] 实施例7:
[0032] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取40.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:4);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍6小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0033] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为96.35%。
[0034] 实施例8:
[0035] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取30.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:3);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍6小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0036] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为97.94%。
[0037] 实施例9:
[0038] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取30.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:3);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍6小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在400℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0039] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为98.79%。
[0040] 实施例10:
[0041] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取30.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:3);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍2小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0042] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为99.08%。
[0043] 实施例11:
[0044] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为1:1);称取30.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:3);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍2小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧3小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0045] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为98.11%。
[0046] 实施例12:
[0047] 将花生壳和废茶叶分别烘干后粉碎,称取过80目筛的花生壳粉末和废茶叶粉末共10.00g(其中花生壳粉末和废茶叶粉末的质量比为7:1);称取30.00g质量浓度为40%的氯化锌溶液(混合原料与活化剂溶液的质量比为1:3);将花生壳粉末和废茶叶粉末的混合原料置于氯化锌溶液中,在室温下浸渍2小时后,在100℃下于恒温干燥器中烘干30min,然后在500℃下于马弗炉中隔绝空气煅烧2小时,最后将煅烧后的产物在研钵中研磨并过80目筛得到废茶叶-花生壳基活性炭。
[0048] 称取所制得的废茶叶-花生壳基活性炭0.100g加入到50ml亚甲基蓝溶液(20mg/l)中进行吸附去除,室温条件下以恒定频率在振荡器中震荡20min后,取出静置15min,取上层清液,用可见光分光光度计测其吸光度,计算去除率为98.80%。
[0049] 当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,
本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。