一种利用蓝藻制备活性炭的方法与流程

文档序号:15263060发布日期:2018-08-24 22:10阅读:1125来源:国知局

本发明涉及一种利用蓝藻制备活性炭的方法,属于废弃物再利用领域。



背景技术:

蓝藻是最早的光合放氧生物,对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。但是,在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,大规模的蓝藻爆发,会引起水质恶化,严重时可能耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。

目前治理蓝藻危害的常用方法有:(1)控制水体富营养化;(2)种植水葫芦等水生植物;(3)用人工打捞的方法清除堆积在岸边的蓝藻;(4)清除湖底、河底或池底的淤泥;(5)用设置人工围栏的方法加以阻隔;(6)从江河、湖泊或水库调水稀释等,上述方法治理小水体中的蓝藻有一定的效果,但浪费了大量的劳动力,不能将蓝藻充分利用,浪费了资源。

性炭前驱体,生物质原料因其含量丰富、成本低廉及可再生等优点而备受关注.

椰子壳、稻壳、棕榈壳和竹子等制备的活性炭均表现出较好的性能。蓝藻是存在于许多生态系统中的一种光营养细菌,也是光合作用的关键参与者。但蓝藻一旦生长和扩张太快,就会破坏淡水资源并产生毒素由于蓝藻的丰富和易获取性,充分利用蓝藻制备活性炭,实现资源的充分利用。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题:针对目前蓝藻在治理过程中浪费大量的劳动力,且不能对蓝藻进行充分的利用,造成资源浪费的问题,本发明提供了一种利用蓝藻制备活性炭的方法。

为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:

一种利用蓝藻制备活性炭的方法,该制备方法包括如下步骤:

(1)取蓝藻在35~40℃下干燥,将干燥蓝藻与碳酸钠溶液按质量比1:3进行混合,并进行超声震荡,收集震荡混合物,将震荡混合物放入高压反应釜中,在1.6~1.9mpa,85~90℃下搅拌;

(2)在搅拌结束后,降压至常压,趁热出料,收集出料物,对出料物进行过滤,收集滤渣,将滤渣与氨水按质量比6:5~7放入球磨机中进行球磨,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物;

(3)按重量份数计,取90~100份水、50~60份粉碎物、7~12份硝酸铈、4~10份异丙醇铝、3~8份硝酸铜、1~3份胶黏剂、0.5~1.9份添加剂、0.7~1.6份分散剂;

(4)将水、粉碎物、硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜及分散剂放入搅拌机中搅拌混合,调节ph至8.0~8.5,再加入胶黏剂及添加剂搅拌2~4h,置于45~50℃下静置过夜,醇沉,收集沉淀物;

(5)将沉淀物放入炭化炉中,在200~300℃下预热,在升温至400~450℃下保温,继续升温至600~700℃下炭化,收集炭化物,即得活性炭。

所述胶黏剂为聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇中的任意一种。

所述添加剂为硝酸溶液或磷酸溶液。

所述分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。

本发明与其他方法相比,有益技术效果是:

本发明将蓝藻进行干燥失水,再与碳酸钠溶液与其混合,使蓝藻内部吸收碳酸钠,并通过超声震荡,对蓝藻进行破坏,同时在高压状态下使蓝藻内部的色素释放出来,同时利用吸收的碳酸钠的对其进行造孔,随后将其与硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜、粘结剂等进行混合,由于处理后的蓝藻通过氨水浸泡具有碱性,在碱性条件下使硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜上的金属元素沉积在蓝藻表面,实现对蓝藻表面的保护,并且在炭化过程中,通过沉积金属的催化作用降低炭化温度,同时增加了蓝藻内部的炭化的完全程度,而且由于沉积金属的作用,可以有效促进二次反应,进行进一步的造孔作用,可以使形成的活性炭具有优良的孔隙结构及吸附分解性能。

具体实施方式

胶黏剂的选择为聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇。

添加剂的选择为1.6mol/l硝酸溶液或1.4mol/l磷酸溶液。

分散剂的选择为硬脂酸钠、硬脂酸镁中的任意一种。

一种利用蓝藻制备活性炭的方法,该制备方法包括如下步骤:

(1)取蓝藻在35~40℃下干燥,将干燥蓝藻与碳酸钠溶液按质量比1:3进行混合,并进行超声震荡40min,收集震荡混合物,将震荡混合物放入高压反应釜中,在1.6~1.9mpa,85~90℃下搅拌1h;

(2)在搅拌结束后,降压至常压,趁热出料,收集出料物,对出料物进行过滤,收集滤渣,将滤渣与氨水按质量比6:5~7放入球磨机中以800r/min进行球磨70min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物;

(3)按重量份数计,取90~100份水、50~60份粉碎物、7~12份硝酸铈、4~10份异丙醇铝、3~8份硝酸铜、1~3份胶黏剂、0.5~1.9份添加剂、0.7~1.6份分散剂;

(4)将水、粉碎物、硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜及分散剂放入搅拌机中搅拌混合,调节ph至8.0~8.5,再加入胶黏剂及添加剂搅拌2~4h,置于45~50℃下静置过夜,加入乙醇进行醇沉,收集沉淀物;

(5)将沉淀物放入炭化炉中,在200~300℃下预热1h,在升温至400~450℃下保温2h,继续升温至600~700℃下炭化4~6h,收集炭化物,即得活性炭。

胶黏剂的选择为聚乙烯醇。

添加剂的选择为1.4mol/l磷酸溶液。

分散剂的选择为硬脂酸镁。

一种利用蓝藻制备活性炭的方法,该制备方法包括如下步骤:

(1)取蓝藻在40℃下干燥,将干燥蓝藻与碳酸钠溶液按质量比1:3进行混合,并进行超声震荡40min,收集震荡混合物,将震荡混合物放入高压反应釜中,在1.9mpa,90℃下搅拌1h;

(2)在搅拌结束后,降压至常压,趁热出料,收集出料物,对出料物进行过滤,收集滤渣,将滤渣与氨水按质量比6:7放入球磨机中以800r/min进行球磨70min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物;

(3)按重量份数计,取100份水、60份粉碎物、12份硝酸铈、10份异丙醇铝、8份硝酸铜、3份胶黏剂、1.9份添加剂、1.6份分散剂;

(4)将水、粉碎物、硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜及分散剂放入搅拌机中搅拌混合,调节ph至8.5,再加入胶黏剂及添加剂搅拌4h,置于50℃下静置过夜,加入乙醇进行醇沉,收集沉淀物;

(5)将沉淀物放入炭化炉中,在300℃下预热1h,在升温至450℃下保温2h,继续升温至700℃下炭化6h,收集炭化物,即得活性炭。

胶黏剂的选择为聚乙烯醇。

添加剂的选择为1.6mol/l硝酸溶液。

分散剂的选择为硬脂酸镁。

一种利用蓝藻制备活性炭的方法,该制备方法包括如下步骤:

(1)取蓝藻在38℃下干燥,将干燥蓝藻与碳酸钠溶液按质量比1:3进行混合,并进行超声震荡40min,收集震荡混合物,将震荡混合物放入高压反应釜中,在1.8mpa,88℃下搅拌1h;

(2)在搅拌结束后,降压至常压,趁热出料,收集出料物,对出料物进行过滤,收集滤渣,将滤渣与氨水按质量比6:6放入球磨机中以800r/min进行球磨70min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物;

(3)按重量份数计,取95份水、55份粉碎物、9份硝酸铈、7份异丙醇铝、5份硝酸铜、2份胶黏剂、1.6份添加剂、1.4份分散剂;

(4)将水、粉碎物、硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜及分散剂放入搅拌机中搅拌混合,调节ph至8.5,再加入胶黏剂及添加剂搅拌3h,置于48℃下静置过夜,加入乙醇进行醇沉,收集沉淀物;

(5)将沉淀物放入炭化炉中,在250℃下预热1h,在升温至430℃下保温2h,继续升温至650℃下炭化5h,收集炭化物,即得活性炭。

胶黏剂的选择为聚乙酸乙烯酯。

添加剂的选择为1.6mol/l硝酸溶液。

分散剂的选择为硬脂酸钠。

一种利用蓝藻制备活性炭的方法,该制备方法包括如下步骤:

(1)取蓝藻在35℃下干燥,将干燥蓝藻与碳酸钠溶液按质量比1:3进行混合,并进行超声震荡40min,收集震荡混合物,将震荡混合物放入高压反应釜中,在1.6mpa,85℃下搅拌1h;

(2)在搅拌结束后,降压至常压,趁热出料,收集出料物,对出料物进行过滤,收集滤渣,将滤渣与氨水按质量比6:5放入球磨机中以800r/min进行球磨70min,冷冻干燥,粉碎,收集粉碎物;

(3)按重量份数计,取90份水、50份粉碎物、7份硝酸铈、4份异丙醇铝、3份硝酸铜、1份胶黏剂、0.5份添加剂、0.7份分散剂;

(4)将水、粉碎物、硝酸铈、异丙醇铝、硝酸铜及分散剂放入搅拌机中搅拌混合,调节ph至8.0,再加入胶黏剂及添加剂搅拌2h,置于45℃下静置过夜,加入乙醇进行醇沉,收集沉淀物;

(5)将沉淀物放入炭化炉中,在200℃下预热1h,在升温至400℃下保温2h,继续升温至600℃下炭化4h,收集炭化物,即得活性炭。

对比例市售活性炭。

采用物理吸附仪在液氮温度(-196℃)下用n2吸附法测定各样品的bet比表面积;利用传统方法测定碘值、亚兰脱色率(ml/0.1g)、焦糖脱色率(%),检测结果如表1。

表1

由表1可知本发明制备的活性炭具有较好的性能,实现了对蓝藻资源的充分利用。

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