本发明涉及一种MgO负载汉麻秆活性炭的制备方法，属于活性炭制造和改性方面的技术领域。此外，还涉及到工农业生产中固体废弃物的资源化处理。
背景技术：
汉麻是一类具有天然纤维结构的草本植物，该植物种植周期较短，对环境的适应能力较强，我国南方地区种植量较大。目前对于汉麻的主要应用还是在使用其韧皮部纤维来制造纺织品，而对于占植物整体大约80％的汉麻秆却没有得到充分的利用，因此在很大程度，造成了资源的浪费。汉麻秆的组成成分和结构与普通木材相似，其中包含了纤维素、半纤维素、木质素以及发达的孔隙结构。同时，汉麻秆材料具有天然的纳米级微孔结构，这种结构经过炭化以后可以保存下来，因此是制备富含大量微孔活性炭材料的极佳原料。
纳米氧化镁是广泛应用于有毒废物的治理、催化、抗菌等领域的重要功能材料，它表面存在大量缺陷、边、角、台阶等活性位使其可以作为吸附剂，吸附有害气体或是去除水中有害金属离子。纳米氧化镁原料成本低，制备工艺简便，而且重要的一点纳米氧化镁的催化降解过程不需要光激发、不需要依赖紫外光光照，因此纳米氧化镁是应用最为广泛的一种纳米抗菌材料。如果将纳米氧化镁负载于活性炭上，那么其比表面积将更高，化学性能也会得到进一步的提升，所以近年来纳米氧化镁活性炭负载型催化剂的制备和性能测试成为国内外研究的重点。
活性炭作为一种常见的吸附材料，具有价格低廉、孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力较强以及机械强度可靠等优点。汉麻秆是一种具有天然孔隙结构的农作物秸秆，经过KOH活化后，制备而成的汉麻秆活性炭很好的继承了前驱体的孔径结构。使用汉麻秆活性炭作为载体，可以很好地解决纳米氧化镁使用后出现的回收困难的问题，并且提高了纳米氧化镁的比表面积，从而提高反应活性。
技术实现要素：
本发明的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种MgO负载汉麻秆活性炭的制备方法。该制备方法工艺简便，成本廉价，易于控制，并将活性炭作为载体与氧化镁的催化降解性能结合起来，极大提高了吸附降解污染物的效率。
本发明所采用的技术方案为：一种MgO负载汉麻秆活性炭的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将汉麻秆切成5～8cm长的短条，干燥后将其置于炭化炉中进行炭化处理。炭化温度为500℃，炭化时间为2小时。
(2)使用粉碎机将炭化后的原料粉碎成能过80～100目筛子的炭粉末。再以氢氧化钾为活化剂，将汉麻秆炭粉在氢氧化钾溶液中浸渍24h后烘干。
(3)将烘干后的样品置于箱式电阻炉中进行活化处理，活化温度为800℃，活化时间为2h。活化之后将样品取出水洗至中性后烘干，即制得汉麻秆活性炭
(4)将一定量80～100目的汉麻秆活性炭粉末置于一定浓度的硝酸镁溶液和氢氧化钠溶液中并混合均匀。
(5)将混合均匀后的样品放入超声波清洗机中进行超声波震荡。震荡过后再用去离子水反复清洗以除去杂质
(6)将清洗干净后的样品放入干燥箱内烘干30min后，再放入箱式电阻炉内煅烧，即得到MgO负载的汉麻秆活性炭。
在步骤2中，氢氧化钾和碳化料粉末的质量比为1～4∶1，氢氧化钾溶液的浓度为50％。
在步骤4中，硝酸镁溶液的浓度为0.2～0.6mol/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.2～0.6mol/L。
在步骤5中，超声波震荡的反应时间为20～60min，反应温度为40～80℃。
在步骤6中，煅烧温度为500℃，煅烧时间为2h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：
1、以汉麻秆为原料，通过KOH活化法制备了含有发达微孔结构和大比表面积的负载了纳米氧化镁的汉麻秆活性炭，从而实现了对有毒气体和污水的吸附降解以及对环境的治理和保护。
2、将活性炭作为载体与氧化镁的催化降解性能结合起来。一方面利用活性炭对废水以及染料等具有良好的吸附性能，另一方面利用氧化镁对污染物进行彻底降解，极大提高了吸附降解污染物的效率。
3、该制备方法流程简单，工艺简便，成本廉价，易于控制，有着良好的发展前景和进一步深入拓展研究的价值。
具体实施方式
下面结合具体实施事例，对本发明进行详细说明：
实施例1
(1)将汉麻秆切成5～8cm长的短条，干燥后将其置于炭化炉中进行炭化处理。炭化温度为500℃，炭化时间为2小时。
(2)使用粉碎机将炭化后的原料粉碎成能过100目筛子的炭粉末。再以氢氧化钾为活化剂(氢氧化钾和碳化料粉末的质量比为4∶1，氢氧化钾溶液的浓度为50％)，将汉麻秆炭粉在氢氧化钾溶液中浸渍24h后烘干。
(3)将烘干后的样品置于箱式电阻炉中进行活化处理，活化温度为800℃，活化时间为2h。活化之后将样品取出水洗至中性后烘干，即制得汉麻秆活性炭
(4)将一定量100目的汉麻秆活性炭粉末置于一定浓度的硝酸镁溶液(硝酸镁溶液的浓度为0.2mol/L)和氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的浓度为0.4mol/L)中并混合均匀。
(5)将混合均匀后的样品放入超声波清洗机中进行超声波震荡。超声波震荡的反应时间为20min，反应温度为60℃。震荡过后再用去离子水反复清洗以除去杂质
(6)将清洗干净后的样品放入干燥箱内烘干30min后，再放入箱式电阻炉内煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为2h。即得到MgO负载的汉麻秆活性炭。
测得制得的MgO负载的汉麻秆活性炭比表面积为1589.27m2/g，微孔比表面积为1420.52m2/g，微孔孔容积为0.751cm3/g，平均粒径尺寸为40nm，对于甲基橙和对氧磷的降解率分别为90.32％和94.34％。
实施例2
(1)将汉麻秆切成5～8cm长的短条，干燥后将其置于炭化炉中进行炭化处理。炭化温度为500℃，炭化时间为2小时。
(2)使用粉碎机将炭化后的原料粉碎成能过80目筛子的炭粉末。再以氢氧化钾为活化剂(氢氧化钾和碳化料粉末的质量比为3∶1，氢氧化钾溶液的浓度为50％)，将汉麻秆炭粉在氢氧化钾溶液中浸渍24h后烘干。
(3)将烘干后的样品置于箱式电阻炉中进行活化处理，活化温度为800℃，活化时间为2h。活化之后将样品取出水洗至中性后烘干，即制得汉麻秆活性炭
(4)将一定量80目的汉麻秆活性炭粉末置于一定浓度的硝酸镁溶液(硝酸镁溶液的浓度为0.4mol/L)和氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液的浓度为0.6mol/L)中并混合均匀。
(5)将混合均匀后的样品放入超声波清洗机中进行超声波震荡。超声波震荡的反应时间为40min，反应温度为60℃。震荡过后再用去离子水反复清洗以除去杂质
(6)将清洗干净后的样品放入干燥箱内烘干30min后，再放入箱式电阻炉内煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为2h。即得到MgO负载的汉麻秆活性炭。
测得制得的MgO负载的汉麻秆活性炭比表面积为1275.08m2/g，微孔比表面积为1188.75m2/g，微孔孔容积为0.630cm3/g，平均粒径尺寸为50nm，对于甲基橙和对氧磷的降解率分别为88.65％和91.23％。