專利名稱：廢棄生物質制備C-Fe殼核磁性活性炭的新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物質廢棄物處理處置，屬于環境保護與資源綜合利用領域的固體廢棄物資源化技術研發，尤其適合于大量農林業產生的廢棄生物質的資源化利用。
背景技術：
磁性中心被保護即具有殼核結構的磁性活性炭是活性炭領域的研究熱點，其作為 催化劑載體和吸附劑在清潔生產特別是污水處理等領域有著重要的應用。具有殼核結構的 活性炭可以克服一般磁性活性炭在強酸性溶液中磁性丟失的弊端，當前這類活性炭的制備 一般分為幾步進行首先制備活性炭，通過一定工藝引入磁性，然后進行磁性保護，步驟繁 瑣，再加上活性炭制備成本較高，使得該類活性炭價格昂貴，大規模使用受到限制。我國生物質廢棄物資源豐富，總量為每年30億噸干物質左右，其中每年至少產生 6億噸農作物秸稈、400萬噸甘蔗渣、100萬噸森林采伐加工剩余物。目前，這些生物質除了 少量的作為燃料使用外，大量的被廢棄或就地焚燒，這些廢棄物生物質的不正當處理已經 造成了嚴重的環境污染。本發明以廢棄生物質為原料制備用途廣泛的C-Fe殼核結構活性炭，在降低該類 活性炭生產成本的同時也為大量廢棄生物質找到了一條行之有效的處置技術。
發明內容
本發明的目的是以廢棄生物質為原料一步制備具有C-Fe殼核結構的磁性活性 炭。具體工藝包括將廢棄生物質與氯化鐵和氯化鋅混合溶液以一定的比例混合，陳化一 定時間，然后將混合物在惰性氛圍中進行裂解，保持一定時間后自然冷卻至室溫。制備過程 中生物質的碳化、活化、磁性賦予及磁性保護同時完成，由此得到的活性炭具有高比表面積 (1450m2/g)和孔容(0. 70cm7g)，高飽和磁強度(22emu/g)并且具有C-Fe殼核結構，產品不 僅具有一般的磁性活性炭的性能，還完全可以在強酸性介質中使用。此工藝的處理效果受 氯化鐵和活化劑加入量、升溫制度、裂解溫度、裂解時間等因素的影響。下面結合說明書附 圖及實施方案進一步闡述本發明的內容。
圖1表示本發明的工藝流程示意圖。圖2是以木屑為原料的產品效果圖。其中圖A為磁性活性炭分散在2MHN03溶液 中，圖B顯示分散2h后鐵未溶出，加入外部磁場后活性炭被吸引聚集，表明磁性未丟失。
具體實施例方式將木屑與氯化鐵和氯化鋅的混合溶液以固液比1 5的比例混合(木屑，氯化鐵 和氯化鋅質量比為20 1 10)，在60°C陳化6h。然后將得到的混合物放入裂解爐，在氮 氣氣氛的保護下以5°C /min的升溫速率升至700°C進行裂解，裂解時間為30min，停止加熱后在氮氣保護下自然冷卻到室溫。反應得到的產物分別用稀酸和去離子水洗滌然后干燥即得廣品。
權利要求
廢棄生物質物制備C-Fe殼核磁性活性炭的新工藝，其特征在于將廢棄生物質(秸稈或木屑)與含有氯化鐵和氯化鋅的混合溶液以一定的比例混合，然后將混合物放入裂解爐升溫至裂解溫度，保持一定時間后自然冷卻至室溫，固體產物分別用稀酸和去離子水洗滌。一步處理得到的磁性活性炭，產品具有高比表面積、大孔容、高磁性以及C-Fe殼核結構的特點。
2.根據權利要求書1所述的廢棄生物質物制備磁性活性炭的新工藝，其特征是生物 質與氯化鐵和氯化鋅的混合溶液以固液比1 5混合，其中生物質，氯化鐵和氯化鋅質量比 為 20 1 10。
3.根據權利要求書1所述的廢棄生物質物制備磁性活性炭的新工藝，其特征是混合 物在60°C陳化6h。
4.根據權利要求書1所述的廢棄生物質物制備磁性活性炭的新工藝，其特征是在氮 氣氛圍中以5°C /min的升溫速率加熱至700°C進行裂解，裂解時間為30min，氮氣保護下自 然冷卻到室溫。
全文摘要
本發明確立了一套利用廢棄生物質制備具有C-Fe殼核結構磁性活性炭的新工藝。本工藝克服了傳統殼核活性炭制備過程繁瑣、成本高、價格昂貴的弊端，利用生物質在加熱條件下的形態變化，實現了生物質的碳化、活化、磁性賦予及保護一步完成。該工藝的關鍵在于選擇適當的活化劑，控制適宜的碳化升溫制度和碳化氣氛，使活性炭在生產過程中將鐵完全包覆。得到的活性炭具有高比表面積、孔容和高磁強度并具有C-Fe殼核結構。實驗證明經2M硝酸溶液浸泡2h后磁性不發生丟失，產品可以在強酸性溶液中使用。
文檔編號H01F1/09GK101847481SQ200910080168
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月25日 優先權日2009年3月25日
發明者劉振剛, 吳建芝, 張付申 申請人:中國科學院生態環境研究中心