一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，該方法采用的原材料是蘋果的廢棄物中的主要部分：果核；這種方法是在原制備方法的基礎上新的改進，其來源廣泛，而且價格低廉；制備的適合氮氣制備的碳分子篩材料，具有非常高的比表面積。
【專利說明】
一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種分子篩的制備方法，屬于碳素材料領域，尤其涉及一種由蘋果渣 制備氮氣碳分子篩的方法。
【背景技術】
[0002] 我國蘋果產量豐富，每年有大量的蘋果由于供銷脫鉤、儲存技術和蘋果深加工落 后而腐爛。另一方面，大量的蘋果被用于榨汁，而產生的大量副產物-蘋果渣尚未找到合適 的用途加以處理。有專利報導將蘋果渣用于生產肥料，有研究以蘋果渣為原料制備一般的 活性炭材料，除此之外沒有其他關于蘋果渣應用的研究報道。
[0003] 碳分子篩是一種炭質多孔材料，屬于活性炭的一種。其空洞主要由Inm以下的微孔 和少量大孔組成，孔徑分布較窄，約在〇. 5-1. Onm左右。而普通活性炭除了微孔之外，還有大 量的中孔和大孔，平均孔徑在2nm左右。碳分子篩的孔為狹縫型?？捎糜谥苽涮挤肿雍Y的原 料非常廣泛，從天然產物到高分子聚合物都可以用來制造碳分子篩。其中最主要的三種是 煤、木材、果殼。沒有見到采用蘋果或蘋果渣為原料制備碳分子篩的報道。
[0004] 上海交通大學在中國發(fā)明專利CN1472134A中公開了一種由蘋果渣制備碳分子篩 的方法，但是該方法制備的碳分子篩的孔徑為6.2-10埃，孔徑的大小和孔徑的范圍遠大于 氮氣分子篩的要求。

【發(fā)明內容】

[0005] 基于【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的 方法。
[0006] -種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，包括如下步驟： 步驟一:原材料預處理，對蘋果廢棄物資源進行預處理，先經過簡單的清洗后，將蘋果 廢棄物放入高速攪拌機中，加水，在1200-1500rpm的速度下，攪拌10-15min，再將果核部分 撈起后，通過擠壓、烘干、粉碎，將原材料制成干燥地粉末，過篩得到預處理的原材料； 步驟二:碳化，將經過預處理的原材料放入碳化爐中，將原材料在平面上自然鋪放，將 溫度升至炭化溫度，炭化得到最后的碳分子篩炭素材料。
[0007] 優(yōu)選的，所述預處理的原材料的粉末粒徑為30-50μηι。
[0008] 優(yōu)選的，所述的原材料碳化時的鋪放厚度為3_5mm。
[0009] 優(yōu)選的，所述的碳化溫度為950-1000°C。
[0010] 本發(fā)明中對原材料預處理實際是對蘋果廢棄物進行初選，將果核和果肉分開處 理，因為果核和果肉的成分差別較大，統(tǒng)一處理制成的碳分子篩必然會導致孔徑分布范圍 大，而本發(fā)明制備的是氮氣碳分子篩，實際是從空氣中將氧氣和氮氣分開，氮氣(30埃)和氧 氣(28埃)的粒徑相差極小，故必須選擇果核作為碳化材料。
[0011] 本發(fā)明再通過對果核粉末的粒徑和碳化時的厚度以及碳化溫度的優(yōu)化選擇，最終 得到符合氮氣碳分子篩要求的制備方法。
[0012] 在優(yōu)選的條件下，制備得到的炭素材料是具有非常好的比表面積（2000以上m2/ g)、孔徑主要分布在2.85-2.92的粉狀碳分子篩材料。
[0013] 本發(fā)明與【背景技術】中的碳分子篩的制造方法和性能相比，本發(fā)明采用的原材料是 蘋果的廢棄物中的主要部分:果核，是在原制備方法的基礎上新的改進，其來源廣泛，而且 價格低廉;制備的適合氮氣制備的碳分子篩材料，同時具有非常高的比表面積。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1: 一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，包括如下步驟： 步驟一:原材料預處理，對蘋果廢棄物資源進行預處理，先經過簡單的清洗后，將蘋果 廢棄物放入高速攪拌機中，加水，在1350rpm的速度下，攪拌12min，再將果核部分撈起后，通 過擠壓、烘干、粉碎，將原材料制成干燥地粉末，過篩得到預處理的原材料； 步驟二:碳化，將經過預處理的原材料放入碳化爐中，將原材料在平面上自然鋪放，將 溫度升至炭化溫度，炭化得到最后的碳分子篩炭素材料。
[0015] 所述預處理的原材料的粉末粒徑為30-50μηι。
[0016] 所述的原材料碳化時的鋪放厚度為3_5mm。
[0017] 所述的碳化溫度為980°C。
[0018] 制備的最終的碳分子篩的粒徑為2.85-2.92埃 實施例2: 一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，包括如下步驟： 步驟一:原材料預處理，對蘋果廢棄物資源進行預處理，先經過簡單的清洗后，將蘋果 廢棄物放入高速攪拌機中，加水，在1200rpm的速度下，攪拌15min，再將果核部分撈起后，通 過擠壓、烘干、粉碎，將原材料制成干燥地粉末，過篩得到預處理的原材料； 步驟二:碳化，將經過預處理的原材料放入碳化爐中，將原材料在平面上自然鋪放，將 溫度升至炭化溫度，炭化得到最后的碳分子篩炭素材料。
[0019] 所述預處理的原材料的粉末粒徑為30-50μηι。
[0020]所述的原材料碳化時的鋪放厚度為3_5mm。
[0021]所述的碳化溫度為950°C。
[0022] 實施例3: 一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，包括如下步驟： 步驟一:原材料預處理，對蘋果廢棄物資源進行預處理，先經過簡單的清洗后，將蘋果 廢棄物放入高速攪拌機中，加水，在1500rpm的速度下，攪拌lOmin，再將果核部分撈起后，通 過擠壓、烘干、粉碎，將原材料制成干燥地粉末，過篩得到預處理的原材料； 步驟二:碳化，將經過預處理的原材料放入碳化爐中，將原材料在平面上自然鋪放，將 溫度升至炭化溫度，炭化得到最后的碳分子篩炭素材料。
[0023] 所述預處理的原材料的粉末粒徑為30-50μηι。
[0024] 所述的原材料碳化時的鋪放厚度為3_5mm。
[0025] 所述的碳化溫度為1000 tC。
[0026]對比實施例1 將實施例1中原材料的粉末粒徑進行調整，其他制備條件不變，得到粉末粒徑與最終的 分子篩比表面積和孔徑的關系如下： 由以上測試數據可以知道，原材料的粉末粒徑對分子篩比表面積和孔徑影響均較大， 粉末粒徑在100μπι以內，孔徑均可達到制備氮氣的要求，但是考慮比表面積的大小，本發(fā)明 的優(yōu)選粒徑為30-50μηι。
[0027] 對比實施例2 將實施例1中原材料的鋪放厚度進行調整，其他制備條件不變，得到鋪放厚度與最終的 分子篩比表而積的關系如下：
由以上測試數據可以知道，原材料的鋪放厚度對分子篩比表面積影響較大，鋪放厚度 在5mm以內，比表面積的大小變化不大，本發(fā)明的優(yōu)選的鋪放厚度為3-5mm。
[0028] 對比實施例3 將實施例1中碳化溫度進行調整，其他制備條件不變，得到碳化與最終的分子篩比表面 積的關系如下：
田以上測訊雙煙η」以知迫，?？驴频幕只疢皮對甘卞師K衣囬積影_牧入，恢化M皮 在950 °C以上，比表面積的大小變化不大，本發(fā)明的優(yōu)選的碳化溫度為950-1000 °C。
[0029] 以上實施例所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術 方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一:對蘋果廢棄物資源進行預處理，先經過簡單的清洗后，將蘋果廢棄物放入高速 攪拌機中，加水，在1200-1500rpm的速度下，攪拌10-15min，再將果核部分撈起后，通過擠 壓、烘干、粉碎、球磨，將原材料制成干燥地粉末，過篩得到預處理的原材料； 步驟二:將經過預處理的原材料放入碳化爐中，將原材料在平面上自然鋪放，將溫度升 至炭化溫度，炭化得到最后的碳分子篩炭素材料。2. 根據權利要求1所述的由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，其特征在于，所述預處理 的原材料的粉末粒徑為30_50μπι。3. 根據權利要求1所述的由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，其特征在于，所述的原材 料碳化時的鋪放厚度為3_5mm。4. 根據權利要求1所述的由蘋果渣制備氮氣碳分子篩的方法，其特征在于，所述的碳化 溫度為950-1000°C。
【文檔編號】C01B31/02GK106006606SQ201610437984
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】錢林月, 任劍英
【申請人】湖州南潯展輝分子篩廠