申请日2016.10.13
公开(公告)日2017.01.25
IPC分类号C01B32/324; H01G11/86; H01G11/32
摘要
本发明提供了一种利用城市污泥制备活性炭的方法，包括：a)将城市污泥静置、干燥、粉碎、研磨后，在真空条件下煅烧;b)去除步骤a)得到的物质中的无机物;c)调节步骤b)得到的溶液的pH值至碱性，洗涤至中性后用无水乙醇洗涤;d)将步骤c)得到的物质烘烤、研磨，得到活性炭。本发明以城市污泥为原料，将其依次进行静置、干燥、粉碎、研磨、真空煅烧、去除无机物、调pH值至碱性、洗涤至中性、无水乙醇处理、烘烤和研磨处理后获得比表面积较大的污泥基活性炭。所述活性炭为介孔材料，可以作为电极材料使用，也可以作为吸附材料使用。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用城市污泥制备活性炭的方法，包括：
a)将城市污泥静置、干燥、粉碎、研磨后，在真空条件下煅烧;
b)去除步骤a)得到的物质中的无机物;
c)调节步骤b)得到的溶液的pH值至碱性，洗涤至中性后用无水乙醇洗涤;
d)将步骤c)得到的物质烘烤、研磨，得到活性炭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述煅烧的温度为200～1000℃，所述煅烧的时间为1～12h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d)中，所述烘烤的温度为100～500℃，所述烘烤的时间为1～12h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：
将步骤a)得到的物质用稀硫酸浸泡1～10h，洗涤至中性。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：
将步骤a)得到的物质与去离子水混合，然后用稀硫酸浸泡1～10h，洗涤至中性。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c)中，调节步骤b)得到的溶液的pH值至10～12，洗涤至中性后用无水乙醇洗涤1～5次。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述研磨的速率为500～800r/min;所述步骤d)中，所述研磨的速率为500～800r/min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述城市污泥选自生活污泥和/或工业污泥。
9.权利要求1所述的方法制备得到的污泥基活性炭，其比表面积为800m2/g以上。
10.根据权利要求9所述的污泥基活性炭，其特征在于，其比表面积为950～2000m2/g。
说明书
一种利用城市污泥制备活性炭的方法
技术领域
本发明属于材料科学技术领域，尤其涉及一种利用城市污泥制备活性炭的方法。
背景技术
随着经济持续快速发展，全球环境污染问题日益严重。因此，废物的资源化利用是当前的一个热点课题。秉承可持续发展理念，利用废物开发出资源节约型和环境友好型吸附材料，不但可变废为宝，同时还能减轻废物带来的环境压力，具有现实的意义。但是，如何将生活污泥与工业污泥变废为宝成为一个急需解决的问题。
周伟家等人在专利号为CN103779111A的专利中公布了一种利用剩余污泥超级电容电极材料的方法，该方法可以制备出高电化学性能的超级电容器电极材料。但是，该方法获得的电极材料不仅包括碳，还包括氮、磷和金属元素，并不是活性炭，而且其比表面积较低。
活性炭作为一种α型的炭，结构疏松，有巨大的表面积和良好的吸附性能，广泛用于糖类、油脂、食品、医药等方面作脱色、精制、净化和除臭;冶金工业上用于吸附气体、回收溶剂、聚氯乙烯生产的催化剂载体、活性染料中间体的催化剂等，还表现出化学性质稳定，结构均一的特点，也可以作为理想电极材料。因此，发明人考虑从生活污泥与工业污泥提取出活性炭，不仅满足活性炭的需求，也将城市污泥变废为宝，减轻生活污泥与工业污泥对环境的污染。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用城市污泥制备活性炭的方法，本发明提供的方法工艺简单，且制备得到的活性炭比较面积较大。
本发明提供了一种利用城市污泥制备活性炭的方法，包括：
a)将城市污泥静置、干燥、粉碎、研磨后，在真空条件下煅烧;
b)去除步骤a)得到的物质中的无机物;
c)调节步骤b)得到的溶液的pH值至碱性，洗涤至中性后用无水乙醇洗涤;
d)将步骤c)得到的物质烘烤、研磨，得到活性炭。
本发明以城市污泥为原料，将其依次进行静置、干燥、粉碎、研磨、真空煅烧、去除无机物、调pH值至碱性、洗涤至中性、无水乙醇处理、烘烤和研磨处理后获得比表面积较大的污泥基活性炭。所述活性炭为介孔材料，可以作为电极材料使用，也可以作为吸附材料使用。
本发明以城市污泥为原料，所述城市污泥选自工业污泥和/或生活污泥。
首先将城市污泥静置1～24h，将其干燥、粉碎、研磨后在真空条件下煅烧。其中，所述煅烧的温度为200～1000℃，所述煅烧的时间为1～12h;所述研磨的速率为500～800r/min。
然后去除煅烧后的物质中的无机物，具体而言，可以按照以下方法去除：将煅烧后的物质用稀硫酸浸泡1～10h，洗涤至中性。在用稀硫酸浸泡之前，还包括将煅烧后的物质与去离子水混合，优选搅拌0.5～6h。
再将得到的溶液调节pH值至碱性，优选调节至10～12，然后用去离子水洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤1～5次。
将洗涤后的物质进行烘烤、研磨后，即可德奥活性炭。其中，所述烘烤的温度为100～500℃，所述烘烤的时间为1～12h。所述研磨的速率为500～800r/min。
本发明提供的方法制备的污泥基活性炭为介孔材料，其比表面积在800m2/g以上，优选为950～2000m2/g。
本发明提供的方法不仅工艺步骤简单、制取成本低廉，而且制备得到的活性炭比表面积较大，将城市污泥变废为宝，减轻生活污泥与工业污泥对环境的污染。