專利名稱：一種植物小桐子種殼制備活性炭的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及木質原料制作的活性炭技術領域，更具體涉及一種 用植物小桐子的種殼制備活性炭的方法。該活性炭廣泛用于工業(yè)、化 工、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)。
背景技術：
小桐子Jafrap/ ac"rcasL種子、樹皮、葉、根和乳汁中含有多 種成分的生物藥源,可提取制作生物醫(yī)藥和生物農藥。其種子加工后 的油餅蛋白質含量較高,脫毒后可制作生物飼料，未脫毒的可制作優(yōu) 質的有機生物肥。培育小桐子能源林,利用其種子提煉生物柴油是小 桐子產業(yè)發(fā)展的主要方向[Wang Y(王巖)，Nong ZL(龍者啉)，Chen ZY(禾呈治英).Utilization of/atr。pAa Ckscas L. "anEnergy Plant" for Biodtesel。 /o〃J77a_7 0i^7力wi ^r丄5bi(安徽農業(yè)科學)2007， 35(2): 426—427， 429]近年來，由科技部和聯(lián)合國開發(fā)署共同開展 綠色扶貧項目，此植物已經在中國石漠化最為嚴重的貴州、四川、云 南等一些地區(qū)試種成功，以其果實為原料，加工制取生物柴油，替代 日益緊缺的石油能活性炭具有豐富的內部孔隙結構和較高的比表面積，是一種優(yōu)良 的吸附材料。其物理、化學性質穩(wěn)定，耐酸堿，能經受水濕、高溫及高壓，不溶于水和有機溶劑，使用失效后容易再生，是一種循環(huán)經濟型材 料。活性炭的制備原料十分廣泛，主要分為木質類和煤質類原料。木 質類原料主要有果殼、農作物秸稈及紙漿廢液等;煤質類原料主要有 褐煤、無煙煤、焦炭煤及石油、石油瀝青焦等。其中煤和椰子殼已經 成為目前制造活性炭最常用的原料。特別是近十幾年來，由于環(huán)境、 資源、價格等問題，國內外一直在大力研究開發(fā)、制備不同用途的活 性炭。目前，國內外制備活性炭的方法有物理活化法和化學活化法，物 理活化方法的工藝為原料--粉碎一炭化一粉碎一加熱t(yī)活化一洗滌一干燥一活性炭H20， C02化學活化法的工藝為原料一粉碎+活化劑一混合反應一干燥一炭化一粉碎一加熱活 化一洗滌一干燥一活性炭近幾年，制備工藝條件改進提高了活性炭的吸附性能,使其應用領域不斷擴大。在20世紀70年代前，活性炭在國內的應用主要集中 于制糖、制藥和味精工業(yè)；20世紀80年代后，擴展到水處理和環(huán)保等 行業(yè)，如成型活性炭被用作凈水機中過濾芯的主要材料及活性炭雕 像、壁畫、屏風等成為室內裝飾用工藝品等；20世紀90年代，除以上 領域外，擴大到溶劑回收、食品飲料提純、空氣凈化、脫硫、載體、 醫(yī)藥、黃金提取、半導體應用等領域。資料顯示(CaoDapeng，Wu J iangzhong. Modeling the selectivity of activatedcaxbons forefficient separation of hydrogen and carbon dioxide* Cax2bon， 2005; 43 (7) : 1364—1370。柴國梁.國內外活性炭工業(yè)分析.上 海化工，2006; 31 ( 9 ) 46—50)擁有發(fā)達孔結構的成型活性炭在 一定條件下可以替代多孔陶瓷，作為催化劑載體;球形活性炭具有很 好的生物相容性被用作血液灌流器中重要的吸附劑;德國、美國、以 色列等國利用球形活性炭的動態(tài)飽和吸附特性和可多次重復再生特 性合作開發(fā)出新型織物，且已被用于制造全身型透氣式防護服、抗皺 內衣、飛行服和消毒衣等；目前通用的幾種吸附劑中，活性炭是很好的 貯氣吸附劑，高比表面積活性炭的內部基本上都是微孔，對小分子氣 體具有很強的吸附能力，所以在吸附存儲氣體燃料、變壓吸附分離氣 體以及城市天然氣管網調峰等方面都得到了應用。本世紀活性炭的應用領域繼續(xù)擴大，特別是水處理和氣體吸附儲 存方面應用更多更廣。工業(yè)的蓬勃發(fā)展，世界人口的增長、生活條件 的改善、環(huán)境保護意識的加強以及水資源的緊缺，都將剌激活性炭工 業(yè)的發(fā)展，活性炭將會有更大的市場。目前，有關利用小桐子種殼制作活性炭的研究報道仍少見，未來 中，大批量的小桐子種子分離種仁后留有l(wèi)/2的種殼，如何提高小桐子的附加值是科研工作者目前急需解決的問題。發(fā)明內容本發(fā)明目的是在于提供了一種用植物小桐子的種殼制備活性炭 的方法，方法易行，操作簡便。小桐子的種子經分離種仁后，剩下的種殼經化學方法處理，制備活性炭，該活性炭的質量標準的表觀密度、 粒度分布、碘值等達到國家標準，小桐子制備的活性炭能廣泛用于工 業(yè)、食品、醫(yī)藥，環(huán)境衛(wèi)生等行業(yè)，為能源植物轉化為生物柴油后， 其附加物的綜合利用，開發(fā)一條新的應用途徑。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術措施 一種用植物小桐子的種殼制備活性炭的方法，其步驟如下A、分離小桐子種子的種仁與種殼，將種殼粉碎至0-850Mm (能過 2號篩，太細炭化溫度不易掌握)，裝到三角瓶，將濃度15。/。(v/v)的 氯化鋅(ZnCl)向1000ml容量瓶稱量150g的氯化鋅，加水至1000ml 后混勻。倒入三角瓶，倒入量為殼粉氯化鋅(ZnCl)溶液，其重 量比為l: 5-10.混合均勻。B、將三角瓶置超聲器里超聲30-60分鐘，靜置20-30小時，濾掉 溶劑，剩下的渣置入烘箱中烘干，烘箱設置溫度為80-100°C，時間為 6-10小時。C、烘干的濾渣置入馬福爐中炭化，炭化溫度為400-550 。C， 保持時間為30-60分鐘冷卻到常溫15-25 °(:后取出即為黑色的粗碳 粉，用粉碎機粉碎后，過5號篩，使其粒度控制在850-250to.D、用80-100 ^C熱水洗滌2-4次后濾去廢水，將碳粉在80-100 ° C的烘箱里烘烤6-8小時，至水分重量低于碳粉重量的10%&八)，即為 活性炭。該活性炭的各項性能指標測試結果如下木質活性炭表觀密度的測定(按GB/T 12496. l-1999測定)，為0. 4221-0. 5362g/ml木質活性炭粒度分布的測定(按GB/T 12496. 2-1999測定)為90-95%。木質活性炭灰分含量的測定(按GB/T 12496. 3-1999測定)為《3-7%木質活性炭水分含量的測定(按GB/T 12496.4-1999測定)為《6 8%木質活性炭強度的測定(按GB/T 12496.6-1999測定)為>75-90% 木質活性炭PH值的測定(按GB/T 12496. 7-1999測定)為4-7 木質活性炭碘值的測定(按GB/T 12496.8-1999測定)為> 500 700mg/g本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點在國家能源戰(zhàn)略需求和逐步占據(jù)國際生物能源研究前沿中。能源 植物一小桐子目前最具發(fā)展?jié)摿?，大批量的小桐子種子經提取油脂 后，將留有l(wèi)/2的渣，小桐子的種子經分離種仁后，剩下的種殼經化 學方法處理，制備活性炭，該活性炭的質量標準表觀密度、粒度分 布、碘值等達到國家標準，能廣泛用于工業(yè)、食品、醫(yī)藥，環(huán)境衛(wèi)生 等行業(yè)，為能源植物轉化為生物柴油后，其附加物的綜合利用，開發(fā) 一條新的應用途徑。該方法比中國目前主要采用的物理活化工藝所制備活性炭的比 表面積大，吸附性能要好，應用范圍更廣。該方法所提供的工藝其設備簡單、成本低；操作人員易掌握。所使用的設備及制備方法簡單易行。
具體實施方式
一種用植物小桐子的種殼制備活性炭的方法，其步驟如下A、分離小桐子種子的種仁與種殼，將種殼粉碎至350或450或580 或680或760或850Wn (能過2號篩，太細了炭化溫度不易掌握).稱量 lkg的殼份裝到三角瓶，將濃度為15%的氯化鋅(ZnCl)，按5-10L的 量倒入三角瓶，不斷攪拌混合均勻。B、將三角瓶置超聲器里超聲30或40或46或54或60分鐘，靜置20 或24或28或30小時，濾掉溶劑，剩下的渣置入烘箱中烘干，烘箱設置 溫度為80或84或88或93或97或100。C，時間為8或9或10或11或12小時。C、 烘干的濾渣置入馬福爐中炭化，炭化溫度為400或420或446 或488或510或520或550 。C，保持時間為30或40或50或65或75或82或 90分鐘，冷卻到常溫后取出即為黑色的粗碳粉，并將其粉碎至50或100 或250或300Wn。D、 用5或6或7或8或9或10L; 80或85或90或95或100 。C的熱水 分別洗滌2或3或4次后濾去廢水，將碳粉在80或84或88或92或96或100 。C的烘箱里烘烤8或9或10或ll或12小時，至水分重量低于碳粉重量的 10%(v/v)，即為活性炭。
權利要求
1、一種用植物小桐子的種殼制備活性炭的方法，其步驟如下A、分離小桐子種子的種仁與種殼，將種殼粉碎至0-850μm，裝到三角瓶，將質量分數(shù)為15％v/v的ZnCl2倒入三角瓶，倒入量為殼粉∶ZnCl溶液的重量比為1∶5-10.混合均勻；B、將三角瓶置超聲器里超聲30-60分鐘，靜置20-30小時，濾掉溶劑，剩下的渣置入烘箱中烘干，烘箱設置溫度為80-100℃，時間為6-10小時；C、烘干的濾渣置入馬福爐中炭化，炭化溫度為400-550℃，保持時間為30-60分鐘，冷卻到常溫后取出即為黑色的粗碳粉，并將其粉碎至250-850μm；D、用80-100℃熱水洗滌2-4次后濾去廢水，將碳粉在80-100℃的烘箱里烘烤6-8小時，至水分小于碳粉的10％v/v，即為活性炭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用植物小桐子的種殼制備活性炭的方法，其步驟是A.分離小桐子種子的種仁與種殼，將種殼粉碎至，裝到三角瓶，將質量分數(shù)為15％的ZnCl₂倒入三角瓶，倒入量為殼粉ZnCl溶液，混合均勻；B.將三角瓶置超聲器里超聲，靜置，濾掉溶劑，剩下的渣置入烘箱中烘干；C.烘干的濾渣置入馬福爐中炭化，炭化溫度為400-550℃，保持一定時間為，冷卻到常溫后取出即為黑色的粗碳粉，并將其粉碎至；D.用80-100℃熱水洗滌后濾去廢水，將碳粉在烘箱里烘烤，至水分小于碳粉的10％，為活性炭。本發(fā)明方法易行，操作簡便，制備的活性炭達到國家標準，廣泛用于工業(yè)、食品、醫(yī)藥，環(huán)境衛(wèi)生等行業(yè)。
文檔編號C01B31/08GK101597055SQ20091006224
公開日2009年12月9日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權日2009年5月26日
發(fā)明者曉 袁, 萍 袁 申請人:中國科學院武漢植物園