申请日2015.07.01
公开(公告)日2016.08.31
IPC分类号C01B31/12; C02F1/28
摘要
本发明是有关于一种废水处理用活性碳的制备方法，用磷酸浸泡-微波辐照的方法对锯末热解炭进行改性制备活性碳，首先用蒸馏水清洗锯末热解炭并烘干，过筛，再按浸渍比(固液比)为1:4-1:6用质量分数为40%-60%的磷酸浸泡，然后将浸泡后的锯末热解炭直接放入微波炉辐照使热解炭充分活化，成为活性碳，之后将活性碳用10%的HCl溶液于80℃水浴2h以去除灰分，最后清洗至中性，烘干，即得活性炭。改性后活性碳的吸附性能大大提高，能有效吸附处理废水中的有害物，由于使用的原料是废弃的锯末热解炭，来源丰富，廉价易得，不仅降低了废水处理成本，而且有效利用了废物，减少了锯末和热解炭的排放量，保护环境，节约资源。
权利要求书
1.一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：
(1)首先将锯末热解炭进行清洗并烘干，过筛;
(2)按浸渍比用磷酸浸泡;
(3)将浸泡后的锯末热解炭直接放入微波炉辐照使热解炭充分活化，成为活性碳;
(4)将活性碳用10%的HCl溶液于80℃水浴2h以去除灰分;
(5)将步骤(4)所得活性碳清洗至中性，烘干即可。
2.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于用蒸馏水清洗热解炭和活性碳。
3.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于烘干时温度应低于55℃，优选50℃。
4.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于过筛后选择粒径为60目-80目的锯末热解炭。
5.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于所述浸渍比为1:4-1:6，优选1:5。
6.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于所述磷酸质量分数为40%-60%，优选50%。
7.根据权利要求1所述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其特征在于微波时间为2min-4min，微波功率为380W-540W。
说明书
一种废水处理用活性碳的制备方法
技术领域
本发明涉及活性碳制备领域，尤其是一种废水处理用活性碳的制备方法。
背景技术
废水、废气、废渣是环境污染的三大罪魁祸首，废水作为“三废”之一，主要产生于工业生产过程。工业废水含有工业生产中所含有的原料，产生的中间体等废物，其产量大，色度深、成分复杂、有毒物含量高，给废水处理带来一定困难。
工业废水的处理方法主要有四种：化学处理法、物理处理法、物理化学处理法和生物处理法。吸附法是一种物理的处理方法，它是用多孔性的固体吸附剂将水样中的一种或者多种组分吸附到固体表面，从而达到净化废水的目的。吸附到固体表面的有害物质可以通过适宜的溶液或高温加热进行解吸，从而使吸附剂可以重复利用。吸附剂的种类很多，活性碳是其中的一种，活性碳对废水中的有机物质有很高的去除率，然而商业活性碳价格昂贵，不适于大规模使用。因此，如何制备一种既经济又有效且环保的活性碳吸附剂成为当前业界极需改进的目标。
锯末是木材加工中产生的一种废弃物，我国是一个林业资源并不发达的国家，将废弃的锯末加以有效利用不仅符合环保的理念，而且能带来有益的经济效果。锯末可用于开发许多有益于人们生产和生活的产品，将锯末进行热解可以产生热解油和热解气，热解油和热解气广泛用于生活和生产的能源供应，同时锯末热解产生的热解炭仍可以加以利用，如用作吸附剂。此时热解炭的吸附性能非常有限，如何提高热解炭的吸附性能成为制备廉价高效吸附剂的关键。
发明内容
针对目前商业活性碳吸附剂价格昂贵，使废水处理成本增加，给企业造成经济负担的问题，本发明利用磷酸浸泡和微波辐照联合法对锯末热解炭进行有效改性，改性之后成为活性碳，改性后的锯末热解炭(即活性碳)吸附性能大大提高，能有效处理工业废水，尤其是有机工业废水，降低了废水处理成本，有效减轻了企业负担。本发明的目的在于提供一种废水处理用活性碳的制备方法，改善企业处理废水成本高的问题。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中：首先将锯末热解炭进行清洗并烘干，过筛，再按浸渍比(固液比)用磷酸浸泡，然后将浸泡后的锯末热解炭直接放入微波炉辐照使热解炭充分活化，成为活性碳，之后将活性碳用10%的HCl溶液于80℃水浴2h以去除灰分，最后清洗至中性，烘干，即得活性炭。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，用蒸馏水清洗热解炭和活性碳。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，烘干时温度应低于55℃，优选50℃。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，过筛后选择粒径为60目-80目的锯末热解炭。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，所述浸渍比(固液比)为1:4-1:6，优选1:5。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，所述磷酸质量分数为40%-60%，优选50%。
前述的一种废水处理用活性碳的制备方法，其中，微波时间为2min-4min，微波功率为380W-540W。
借由上述技术方案，本发明一种废水处理用活性碳的制备方法，至少具有下列优点及有益效果：锯末热解炭来源丰富，廉价易得，将锯末热解炭改性后制成高效活性碳吸附剂，用于废水处理，不仅降低了废水处理成本，减轻了企业负担，而且有效利用了废物，减少了锯末和热解炭的排放量，保护了环境，节约了资源。
磷酸浸泡-微波辐照法改性锯末热解炭制备活性碳的机理在于：磷酸具有强烈的吸水性和脱水性，热解炭在磷酸的浸泡下发生强烈的脱水，氢元素和氧元素以水的形式脱除，使得热解炭的碳残留率提高而发生碳化;微波的穿透性极强，磷酸浸泡后的热解炭在微波的作用下整个样品从外到内发生活化，在一定的微波功率下，磷酸缓慢地氧化侵蚀炭体造孔，若微波功率过高，磷酸逐步分解成气体逸出，炭体会失去磷酸的保护而烧失，造成活性碳产率偏低。热解炭和磷酸的浸渍比(固液比)是影响活性碳吸附性能的重要因素。浸渍比过大，磷酸量少不足以使热解炭发生碳化活化，浸渍比过小，磷酸量大使热解炭发生过度的碳化活化，使内部出现大孔，造成比表面积下降，影响吸附性能。因此选择合适的改性的工艺条件非常重要。