一种胡敏素制备微孔活性炭的应用及方法技术

本发明专利技术提供了一种利用胡敏素制备微孔活性炭的应用及方法，步骤如下：胡敏素和活化剂（磷酸溶液或者氢氧化钾或者氯化锌）置于烧杯中，在室温条件下搅拌12 h，所得固体在120℃烘箱中干燥12 h，干燥后产物放入通氮气的管式炉中，以5℃/min的速度升温到400‑800℃，并在相应温度下保留2 h。所得活性炭产率为23 wt%‑68 wt%之间，比表面积可以高达2335 m

The application and method of preparing microporous activated carbon humin system

The invention provides a preparation method and application, microporous activated carbon using humin system comprises the following steps: Hu Minsu and activating agent (phosphoric acid solution or potassium hydroxide or zinc chloride) placed in a beaker, stirring at room temperature 12 h, obtained solid at 120 DEG C dried in the oven 12 h, after drying the product into tube furnace with nitrogen in 5 DEG /min to speed up to 400 800 DEG C, and the corresponding temperature retention of 2 h. The yield of activated carbon is between 23 and 68 wt% wt%, specific surface area can be as high as 2335 M

【技术实现步骤摘要】
一种胡敏素制备微孔活性炭的应用及方法
本专利技术涉及胡敏素的应用领域，具体涉及一种胡敏素制备活性炭的方法及应用。
技术介绍
随着石化资源的日益枯竭，以可再生碳水化合物资源制备能源、材料和化学品引起了极大的关注。以可再生糖类资源酸催化水解制备高价值平台化合物5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸已成一种重要技术，但可再生糖类资源的碳利用效率并不高，一个重要的原因是反应过程中生成了副产物胡敏素。在纤维素水解过程中，生成胡敏素的碳选择性可高达30-60%。胡敏素是一种低价值的碳基高聚物，利用率极低，一般被作为一种生物炼制过程中的工业废弃物，资源浪费严重。利用胡敏素制备高价值化学品或材料对整个糖类水解制备高价值化学品工业具有重要推动意义。近年来虽然国内外对胡敏素开展了一定的基础应用研究，但实际的应用领域极少。微孔活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料，它其有吸附能力强、化学稳定性好等特点，被广泛应用于化学工业、环境保护等领域。可用于制备活性炭的原料来源丰富，如煤炭、木材、沥青等，此外很多废弃物如果壳、煤焦油或废弃轮胎等经过适当处理均可得到具有一定吸附能力的活性炭。目前普遍认为果壳是制备活性炭的最佳原料，但是我国果壳资源有限，且果壳有不易集中、贮存，且价格较贵等缺点。与果壳及其它原料相比，胡敏素具有来源集中、价格低廉、组成成分稳定、可长期存放等特点。以胡敏素来制备高性能的微孔活性炭，是开发一种优质新型活性炭的原料，也是建立一种新的高价值利用胡敏素途径。
技术实现思路
本专利技术提出了一种胡敏素在制备活性炭中的应用及方法，建立了一种胡敏素高价值应用的途径，解决了胡敏素资源浪费严重、应用率低下问题，也为制备高性能微孔活性炭提供了一种优质原料。为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种胡敏素制备微孔活性炭的应用，利用胡敏素作为原料制备活性炭。所述的胡敏素制备微孔活性炭的方法，步骤如下：（1）将胡敏素和活化剂在室温下搅拌10-15h，得到混合物；（2）将步骤（1）中得到的混合物在100-120℃烘干12-24h，得到固体物；（3）将步骤（2）得到的固体物放入管式炉中，通入氮气，在400-800℃条件下碳化1-3h，得到活性炭。所述步骤（1）中活化剂为磷酸溶液、氢氧化钾或氯化锌。所述步骤（1）中胡敏素与活化剂的质量比为1：（1-2）。所述磷酸溶液的质量浓度为40%。所述氮气的流量为100ml/min。所述步骤（3）中，以5℃/min的速度将管式炉的温度升温至400-800℃。所述步骤（3）中固体物在管式炉中碳化后冷却，冷却后用过量去离子水清洗，清洗后在100-120℃烘箱中烘干得到活性炭。本专利技术的有益效果是：以低价值胡敏素为原料，利用磷酸溶液（或氢氧化钾）作为活化剂，在管式炉中碳化得到高比表面积微孔活性炭。此活性炭对苯酚和亚甲基兰都有着优良的吸附性能。此技术以胡敏素制备高性能活性炭，是变废为宝，且技术工艺流程简单、操作方便，具有工业化应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为磷酸400℃活化所得活性炭的N2吸附等温线。图2为磷酸400℃活化所得活性炭的孔径分布。图3为氢氧化钾800℃活化所得活性炭的N2吸附等温线。图4为氢氧化钾800℃活化所得活性炭的孔径分布。图5为氯化锌500℃活化所得活性炭的N2吸附等温线。图6为氯化锌500℃活化所得活性炭的孔径分布。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素、质量浓度为40%的磷酸溶液以质量比为1:1.75置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在120℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度400℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例2胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素、质量浓度为40%的磷酸溶液以质量比为1:1.75置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在100℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度700℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例3本实施例制备方法同实施例1，不同的是步骤（3）中管式炉的温度为500℃。实施例4本实施例制备方法同实施例1，不同的是步骤（3）中管式炉的温度为600℃。实施例5胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素、氢氧化钾以质量比为1:2置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在100℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度500℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例6胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素、氢氧化钾以质量比为1:2置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在100℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度800℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例7本实施例中制备方法同实施例5，不同的是步骤（3）中管式炉的温度为600℃。实施例8本实施例中制备方法同实施例5，不同的是步骤（3）中管式炉的温度为700℃。实施例9胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素和氯化锌以质量比为1:2置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在120℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度500℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例10胡敏素在制备活性炭中的应用，步骤如下：（1）将胡敏素和氯化锌以质量比为1:2置于烧杯中，在室温下搅拌12h；（2）将步骤（1）所得混合物在120℃的烘箱中烘干12h，得到干燥的固体混合物；（3）将固体混合物放置于管式炉中，通入100ml/min氮气，以5℃/min升至设定温度800℃，保留2h。（4）冷却后用过量去离子水清洗去除磷酸等杂质，在100℃烘箱中烘干得到活性炭。实施例11本实施例中制备方法同实施例9，不同的是步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胡敏素制备微孔活性炭的应用，其特征在于：胡敏素作为原料制备活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种胡敏素制备微孔活性炭的应用，其特征在于：胡敏素作为原料制备活性炭。2.权利要求1所述的胡敏素制备微孔活性炭的方法，其特征在于步骤如下：（1）将胡敏素和活化剂在室温下搅拌10-15h，得到混合物；（2）将步骤（1）中得到的混合物在100-120℃烘干12-24h，得到固体物；（3）将步骤（2）得到的固体物放入管式炉中，通入氮气，在400-800℃条件下碳化1-3h，得到微孔活性炭。3.根据权利要求2所述的胡敏素制备微孔活性炭的方法，其特征在于：所述步骤（1）中活化剂为磷酸溶液、氢氧化钾或氯化锌。4.根据权利要求2所述的胡敏素制备微孔活性炭的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：康世民，邓志团，江韶晖，徐勇军，周乃富，刘日波，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44