专利名称：用龙眼果壳制备活性炭的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备活性炭的方法，特别涉及ー种用龙眼果壳制备活性炭的方法。
背景技术：
活性炭是ー种优质吸附剂，具有孔隙结构发达、比表面积大、物化性能稳定、机械強度高、不溶于水和有机溶剂、以及再生容易等优良特点。因此，在食品加工、医药、冶金、化工、环保和能源等领域具有广泛用途。随着社会的日益发展，尤其是近二十年来全球能源日趋紧张和环境的急剧恶化，活性炭的需求量逐年增长。活性炭的性能与其孔结构、原料(前躯体)、制备エ艺等密切相关。一般认为活性炭的孔结构由微孔(d< 2nm)，中孔 (2nm ^ d ^ 50nm)和大孔(d > 50nm)组成,不同大小的孔隙具有不同的机能。制备活性炭的原料(前躯体)有煤、石油焦、合成高分子与天然高分子。活性炭的制备エ艺主要包括制备方法及其影响因素，如活化剂种类、活化温度、活化时间等。其中，由于作为天然高分子的农业副产物量大、价廉、易得、制炭率较高(25%-35% )，且利于节约资源与环保，因此，常常是制备活性炭的重要原料。专利和文献查阅表明，诸多农业副产物，如玉米芯、花生壳、稻壳、棉杆、黄麻杆、玉米稻杆、甘鹿洛、黄姜素生产纤维洛、油棕壳、榛子壳、椰壳、山核桃壳与扁桃壳等制备活性炭都有着研究或报道。然而，以农业副产物——龙眼果壳作原料来制备活性炭的研究鲜见报道。龙眼(DimocarpusLongan Lour)俗名“桂圆”，为无患子科(Euphoraceae)植物龙眼的果实，兼具营养与药用双重功效，自古以来被视为珍贵补品。龙眼原产于我国南部和越南北部的南亚热带地区，在我国已有2000多年的栽培历史，现主要种植于广西、广东、福建和台湾等省(区)。其中，广东茂名是中国最大的龙眼生产基地。随着栽培技术的发展，龙眼种植扩展到海南、四川、云南和贵州等省份。此外，世界上栽培龙眼的国家(地区)还有泰国、老挝、緬甸、斯里兰卡、印度、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、马达加斯加、澳大利亚的昆士兰州、美国的夏威夷州和佛罗里达州等。全球龙眼总栽培面积达68万公顷，产量约230万吨。中国作为世界龙眼生产大国，栽培面积超过46. 7hm2，龙眼肉产量超过100万吨/年，栽培面积和产量均居世界首位。目前，龙眼主要以直接食用其果肉为主，而其14% 22%的果壳(我国年产45 70万吨)和17% 23%的果核(我国年产55 75万吨)尚未被有效利用。龙眼果壳含有丰富的纤维素与木质素，且来源充足，是制备活性炭的优质原料。按农业废弃物制备活性炭的产率为25%-35%计算，45 70万吨/年的龙眼果壳可以制备15 20万吨/年的活性炭，该产量是数十倍于我国目前大多数活性炭厂的年产量。因此，以来源充足的龙眼果壳为原料制备活性炭，将不仅有利于保护森林资源，节约资源，避免资源浪费，减小环境污染，而且可产生良好的经济效益与社会价值，可期用于活性炭的エ业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供了ー种用龙眼果壳制备活性炭的方法，制备ー种质地均匀、微孔孔隙发达、比表面积大的活性炭，这不仅有助于解决环境污染问题，而且实现了对农作物废料——龙眼果壳的有效利用，大大降低了活性炭的制备成本。本发明是这样实现的，包括下面几个步骤A)以市售鲜龙眼除果肉和果核所得果壳为原料，自然风干或烘干后、粉碎至粒径约为O. I-Imm大小的颗粒；B)按龙眼果壳和质量分数30 85%磷酸质量比为I : (O. 5 I. 5)搅拌浸溃3 6h ;C)将上述浸溃后的龙眼果壳移至管式加热炉中，氮气保护下，以升温速率为IO0C /min加热至300 900°C范围内碳化活化2 6h，随后自然冷却；D)将冷却物用热水进行漂洗至滤液为中性、烘干后，获得活性炭成品。按上述方法制备的成品活性炭的特征是A)成品活性炭质地均匀、微孔孔隙发达，其比表面积(Sbet)为847 1634m2 · g_S微孔比表面积为793 1524m2 · g—1，总孔容(P/P0 = O. 95)为O. 532 I. 09cm3 · g'微孔体积为O. 428 O. 965cm3 · g'产率23 36%，灰分O. 24%，碘值685 1236mg/g，亚甲基蓝吸附值6. 3 15. 2mL/0. IgoB)因原料龙眼果壳来源充足，该活性炭可用于エ业化生产。本发明的技术效果是该活性炭具有质地均匀、微孔孔隙发达、比表面积大等优点。龙眼果壳原料是目前尚未有效利用的ー种农作物废料，来源充足，利用其制备活性炭，不仅有助于解决焚烧或丢弃时带来的环境污染问题，而且大大降低了活性炭的制造成本，可期エ业化生产。
图I为实施例4所得龙眼核基活性炭的N2吸附-脱附等温线图。图2为实施例4所得龙眼核基活性炭的孔径分布曲线图。图3为实施例5所得龙眼核基活性炭的N2吸附-脱附等温线图。图4为实施例5所得龙眼核基活性炭的孔径分布曲线图。
具体实施例方式实施例I本发明是这样实现的，包括下面几个步骤A)以市售鲜龙眼除果肉和果核所得果壳为原料，自然风干或烘干后、粉碎至粒径约为O. Imm大小的颗粒；B)按龙眼果壳和质量分数30%磷酸质量比为I : O. 5搅拌浸溃3h ； C)将上述浸溃后的龙眼果壳移至管式加热炉中，氮气保护下，以升温速率为IO0C /min加热至300°C范围内碳化活化2h，随后自然冷却；D)将冷却物用热水进行漂洗至滤液为中性、烘干后，获得活性炭成品。实施例2
本发明是这样实现的，包括下面几个步骤A)以市售鲜龙眼除果肉和果核所得果壳为原料，自然风干或烘干后、粉碎至粒径约为Imm大小的颗粒；B)按龙眼果壳和质量分数30 85%磷酸质量比为I : I. 5搅拌浸溃6h ；C)将上述浸溃后的龙眼果壳移至管式加热炉中，氮气保护下，以升温速率为IO0C /min加热至900°C范围内碳化活化6h，随后自然冷却；D)将冷却物用热水进行漂洗至滤液为中性、烘干后，获得活性炭成品。、
实施例3本发明是这样实现的，包括下面几个步骤A)以市售鲜龙眼除果肉和果核所得果壳为原料，自然风干或烘干后、粉碎至粒径约为O. 5mm大小的颗粒；B)按龙眼果壳和质量分数50%磷酸质量比为I : I. 2搅拌浸溃5h ；C)将上述浸溃后的龙眼果壳移至管式加热炉中，氮气保护下，以升温速率为IO0C /min加热至600°C范围内碳化活化3h，随后自然冷却；D)将冷却物用热水进行漂洗至滤液为中性、烘干后，获得活性炭成品。实施案例4以市售鲜龙眼除其肉和核所得的果壳为原料，烘干并粉碎至粒径为O. 5mm大小，按龙眼果壳磷酸(70 80% )的质量比为I : (I. 2 I. 5)混合，搅拌浸溃3 4h后，抽滤、烘干，在氮气保护下，升温速率为10°C /min,升温至700 900°C范围内活化2 6h，自然冷却，用热水洗涤至滤液的pH = 6 7，烘干，即得质地均匀、比表面积大的活性炭成品。其测试结果特征曲线如图1、2所示。实施案例5以市售鲜龙眼除其肉和核所得的果壳为原料，烘干并粉碎至粒径约为O. 5mm大小，按龙眼果壳磷酸(40 45% )的质量比为I : (O. 9 I. I)混合，搅拌浸溃3 4h后，抽滤、烘干，在氮气保护下，升温速率为10°C /min，升温至400 600°C范围内活化2 3h，自然冷却，用热水洗涤至滤液的pH = 6 7，烘干，即得质地均匀、比表面积大的活性炭成品。其测试结果特征曲线如图3、4所示。不同实施案例制备的活性炭的特征參数如下a
权利要求
1.ー种用龙眼果壳制备活性炭的方法，其特征在于包括下面几个步骤 A)以市售鲜龙眼除果肉和果核所得果壳为原料，自然风干或烘干后、粉碎至粒径约为O. I-Imm大小的颗粒； B)按龙眼果壳和质量分数30 85%磷酸质量比为I: (O. 5 I. 5)搅拌浸溃3 6h ； C)将上述浸溃后的龙眼果壳移至管式加热炉中，氮气保护下，以升温速率为10°c/min加热至300 900°C范围内碳化活化2 6h，随后自然冷却； D)将冷却物用热水进行漂洗至滤液为中性、烘干后，获得活性炭成品。
2.根据权利要求I所述的用龙眼果壳制备活性炭的方法，其特征是获得的成品活性炭质地均匀、微孔孔隙发达，其比表面积(Sbet)为847 1634m2 · g_S微孔比表面积为.793 1524m2 · gィ，总孔容(P/P。= O. 95)为 O. 532 I. 09cm3 · g' 微孔体积为 O. 428 .O.965cm3 .g'产率23 36%，灰分O. 24%，碘值685 1236mg/g，亚甲基蓝吸附值6. 3 .15.2mL/0. Ig0
全文摘要
一种用龙眼果壳制备活性炭的方法，以龙眼果壳为原料，采用磷酸作活化剂，可制备环保型活性炭的方法。先对龙眼果壳进行风干、破碎、然后浸渍、抽滤、炭化-活化，最后经回收、漂洗、烘干等，制得活性炭成品。该活性炭具有质地均匀、微孔孔隙发达、比表面积大等优点。本发明所采用的龙眼果壳是目前尚未有效利用的一种农作物废料，来源充足，有效利用其制备环保型活性炭，不仅有助于解决焚烧或丢弃时带来的环境污染问题，而且大大降低了活性炭的制造成本，可期工业化生产。
文档编号C01B31/08GK102659101SQ20121002819
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者温祖标, 章荣立, 邓志红, 钟声亮, 陈德锴 申请人:江西师范大学