一种杜仲叶林萌生枝条剥皮后枝木制取活性炭的方法

摘要

本发明属于活性炭制取技术领域。利用杜仲叶林模式中剥皮后的杜仲枝木为制造活性炭的原料，经过预处理的原料与活化剂在超声波的条件下浸渍后，在一定温度下炭活化一定时间得活化料，然后经过回收活化剂、漂洗、脱水干燥等工序，制得活性炭成品。本发明所使用的杜仲枝木是目前尚未被利用的废弃物，废物利用，不仅解决了环境问题，而且扩大了活性炭的原料来源及降低了活性炭的制造成本，实现了杜仲叶林技术综合开发及制造高吸附性能活性炭的目的。

说明书

技术领域：

本发明属于活性炭的制造技术领域，更详细的说，是一种用杜仲叶林模式中剥皮后的枝木为原料制造活性炭的方法。

背景技术：

传统制造活性炭工艺大多是以煤、木材等昂贵的原材料进行生产。对于资源匮乏的今天，这显然不是长久之计。

杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)，单科、单属、单种、是中国特有的名贵经济树种，也是世界上适应范围最广的一种重要胶源植物，在我国大部分省均可栽培。杜仲乔林模式属于传统的栽培模式，培育出来的杜仲树体高大，种子或叶子采集困难，产业化成本高。如果利用树皮，就要毁林，产业化开发难度较大。为克服传统栽培模式的缺陷，本课题组研发了杜仲叶林栽培模式，即按照国际市场对杜仲叶的需求，提出以产叶为目的的栽培方式，简称“叶林栽培模式”。已连续试验种植14年，主要栽培管理技术已很成熟，该模式现在已开始广泛推广，该模式除了获取杜仲叶和杜仲皮以外，将会得到大量的取皮后的枝木。叶林模式产生的枝木组织致密，具有毛细孔隙发达的特点，是一种制造活性炭的天然原料，但至今未得到开发利用。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用杜仲叶林萌生枝条剥皮后枝木制取活性炭的方法，从而为活性炭的制造提供了一种新的原料，即来源于杜仲叶林资源培植模式的废弃物杜仲叶林枝木，以克服现有传统原料来源昂贵导制活性炭制备成本高及克服现有技术制备高吸附性能活性炭成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种杜仲叶林萌生枝条剥皮后的枝木制取活性炭的方法，包括以下操作步骤：

(1)预处理阶段：将粉碎到一定规格的杜仲叶林一年生萌生枝木屑料，与活性剂混匀浸渍一定时间备用；

(2)炭活化反应：以经过预处理阶段的屑料为原料，在高温下炭活化一定时间，使原料孔隙结构逐渐发达起来并最终变成活性炭；

(3)制备活性炭后处理阶段：①回收活化剂溶液；②漂洗活化料，以降低活化料的杂质含量及灰分含量、提高纯度，同时调节PH值，使质量指标符合产品活性炭的要求；③脱水、干燥，即得产品活性炭。

所述的方法，所述活化剂为氯化锌溶液。

所述的方法，所述活化剂质量浓度为30％～65％，pH为1～3。

上述任一所述的方法，所述屑料与所述活化剂混匀后，采用超声波振动以提高浸渍效率及缩短浸渍时间。

所述的方法，按照料液比1∶3～1∶4.5加入活化剂，混匀，浸渍时间为4～5小时。

所述的方法，所述高温下炭活化，温度为500～800℃，炭活化时间为2～4小时。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

(1)本发明所采用的杜仲枝木为原料制备活性炭的研究尚未见有报道。另外，以杜仲叶林模式剥皮后的杜仲枝木为原料制造活性炭，是利用了该栽培模式的副产品，栽培面积越大，制备活性炭的原料来源越有保证。

(2)本发明所采用的制备活性炭的原料易得，成本低。杜仲叶林模式目前的主要目的是提取杜仲药用成分及杜仲胶，枝木仅是废弃物，若将其直接燃烧则污染环境。利用杜仲叶林模式的枝木制造活性炭，不仅将其变废为宝，而且降低了活性炭的制造成本。

(3)本发明所采用杜仲叶林模式的枝木制造的杜仲活性炭开发了活性炭的新品种，不仅促进了杜仲的综合开发，同时拓宽了活性炭行业的发展空间。

(4)本发明所采用超声波浸渍锌屑料，大大缩短浸渍时间，提高效率。

(5)本发明采用化学活化法制备杜仲活性炭的工艺，其产品吸附性能均高于相关标准。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

为了进一步说明本发明，结合附图，下面举一个实施例：用氯化锌为活化剂制造活性炭的方法：

(1)预处理阶段：剥皮后的叶林枝木，粉碎至20～40目，干燥，使含水率低于15％-20％，取500克，与2000克氯化锌溶液(质量浓度为50％，pH为2)以料液比为1∶4混匀，利用超声波振动浸渍5小时，加速捏合。

(2)炭活化反应：以预处理阶段所得锌屑料为原料，在温度为700℃下炭活化2小时，使原料孔隙结构逐渐发达起来并最终变成活性炭。

(3)制备活性炭后处理阶段：①回收活化剂溶液；②漂洗3～6次活化料，以降低活化料的杂质含量及灰分含量、提高纯度，同时调节pH值至6～7，使质量指标符合产品活性炭的要求；③脱水，在120℃下干燥12小时，经过200目筛，即获得197.5克活性炭。

按照本发明利用杜仲叶林枝木生产活性炭的方法，其性能指标与标准相比列在表1中：

表中的标准指标是根据HG3-1290-80公布的中华人民共和国化学工业部，活性炭部颁标准，检测结果是本发明检测的测试项目指标。从表1可以看到利用杜仲叶林模式枝木制造的活性炭，主要性能指标吸附量大于部颁标准。

因此，本发明所提供的用杜仲叶林模式枝木制造活性炭方法工艺流程完善，产品质量符合部颁标准，部分指标超过部颁标准。