一种家用净水机活性炭的制备方法技术领域
本发明涉及一种家用净水机活性炭的制备方法，属于活性炭制备领域。
背景技术
目前，用于净水处理的主要是活性炭，活性炭作为一种碳素材料，主要以木材、果
壳、煤等原料经碳化活化而成。其中，炼油厂石油焦资源丰富，分布广，价格低，其碳含量比
其他原料高得多，生产的活性炭收率高、比表面积大。另外，石油焦的灰分、挥发份低，生产
的活性炭杂质含量低，可用于生产性能优良的活性炭。由于石油焦结构非常致密，结晶度
高，缺乏活化所需要的初孔，所以活化困难。通常采用大量的强碱来活化成孔。
制备活性炭的方法一般有气体活化法将原料先进行炭化然后在600～1200℃下对
炭化物进行活化，该法常用的活化性气体是水蒸气和二氧化碳。物理活化法工艺特点是活
化温度高，一般在1000℃左右，设备投资大，与物理活化相比化学活化的优点是活化时间
短、活化温度低。但是，大量碱的使用提高了生产成本，而且高温下对设备有较强腐蚀作用，
对环境污染严重。上世纪年代中期通过石油焦制活性炭的技术，但由于碱用量很大，易污染
环境，所以需要一种投入成本低，对环境无污染的方法很有必要。
活性炭净水机能够有效地吸附异色异味，改善口感，但是不能滤除水垢、重金属和
化学污染，并且还有细菌滋生、亚硝酸盐超标等二次污染，易饱和失效的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前净水机用活性炭不能滤除水垢、重金属和
化学污染物，并且还有细菌滋生，易饱和失效的问题，提供了一种家用净水机活性炭的制备
方法，本发明首先将玉米秸秆洗净、风干后粉碎过筛干燥后，得到干粉，将海泡石球磨后过
筛，然后与干粉一同炭化，得到活性炭包覆海泡石颗粒，取地榆进行提取，得到抗菌物质，将
壳聚糖分散在水中后，将活性炭包覆海泡石颗粒与抗菌物质一起混合后喷雾干燥，得到家
用净水机活性炭。本发明制备的净水机用活性炭能够有效地滤除水垢、吸附重金属和化学
污染物，抗菌物质与壳聚糖能够有效的抑制细菌滋生，并且本发明制备的活性炭吸附性能
较常规活性炭高20%以上，本发明操作简单，易于工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取1～3kg玉米秸秆，用去离子水洗涤3～5次，将洗净的玉米秸秆置于通风处自然
风干，随后转移至粉碎机中进行粉碎，过60～80目筛，得到秸秆颗粒，将颗粒置于烘箱中，在
95～105℃干燥2～3h，随后自然冷却至室温，得到干粉；
（2）称取200～300g海泡石加入到球磨机中球磨3～4h，过80～100目筛，得到海泡石粉
末，将海泡石粉末加入到烧杯中，再加入上述干粉，混合均匀后，转移至马弗炉中，通入氮气
排除空气，在150～300℃进行初步炭化2～3h，完成初步炭化后，再以20℃/min升温至700～
800℃，继续碳化6～7h，炭化结束，随炉自然冷却至室温，将物料取出并置于球磨机中球磨1
～2h，过筛，得到100～200目活性炭包覆海泡石颗粒，备用；
（3）称取100～200g地榆，并用去离子水洗涤3～5次，将洗净的地榆置于烘箱中，在60～
70℃干燥至含水率为20～30%，随后置于粉碎机中进行粉碎，过80～100目筛，得到地榆粉
末，将地榆粉末加入到烧杯中，再加入200～300mL无水乙醇，并置于超声波振荡仪中，在220
～250W下超声提取1～2h，随后过滤，得到滤液，将滤液喷雾干燥，得到地榆提取物；
（4）称取30～40g壳聚糖加入到烧杯中，再加入200～300mL质量分数为36%醋酸，搅拌20
～30min，再加入步骤（2）备用的活性炭包覆海泡石颗粒和上述地榆提取物，随后置于超声
波振荡仪中，在220～250W下超声30～40min，得到混合液，再将混合液喷雾干燥，得到家用
净水机活性炭。
本发明制备的活性炭置于饮水机中，待接上25℃循环水后，吸附处理6～7h，镁离
子浓度由90mg/L降至0.3mg/L，吸附率为99%以上。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的净水机用活性炭能够有效地滤除水垢、吸附重金属和化学污染物，抗
菌物质与壳聚糖能够有效的抑制细菌滋生，并且本发明制备的活性炭吸附性能较常规活性
炭高20%以上；
（2）本发明主制备步骤简单，所需成本低。
具体实施方式
首先称取1～3kg玉米秸秆，用去离子水洗涤3～5次，将洗净的玉米秸秆置于通风
处自然风干，随后转移至粉碎机中进行粉碎，过60～80目筛，得到秸秆颗粒，将颗粒置于烘
箱中，在95～105℃干燥2～3h，随后自然冷却至室温，得到干粉；称取200～300g海泡石加入
到球磨机中球磨3～4h，过80～100目筛，得到海泡石粉末，将海泡石粉末加入到烧杯中，再
加入上述干粉，混合均匀后，转移至马弗炉中，通入氮气排除空气，在150～300℃进行初步
炭化2～3h，完成初步炭化后，再以20℃/min升温至700～800℃，继续碳化6～7h，炭化结束，
随炉自然冷却至室温，将物料取出并置于球磨机中球磨1～2h，过筛，得到100～200目活性
炭包覆海泡石颗粒，备用；称取100～200g地榆，并用去离子水洗涤3～5次，将洗净的地榆置
于烘箱中，在60～70℃干燥至含水率为20～30%，随后置于粉碎机中进行粉碎，过80～100目
筛，得到地榆粉末，将地榆粉末加入到烧杯中，再加入200～300mL无水乙醇，并置于超声波
振荡仪中，在220～250W下超声提取1～2h，随后过滤，得到滤液，将滤液喷雾干燥，得到地榆
提取物；称取30～40g壳聚糖加入到烧杯中，再加入200～300mL质量分数为36%醋酸，搅拌20
～30min，再加入备用的活性炭包覆海泡石颗粒和上述地榆提取物，随后置于超声波振荡仪
中，在220～250W下超声30～40min，得到混合液，再将混合液喷雾干燥，得到家用净水机活
性炭。
实例1
首先称取1kg玉米秸秆，用去离子水洗涤3次，将洗净的玉米秸秆置于通风处自然风干，
随后转移至粉碎机中进行粉碎，过60目筛，得到秸秆颗粒，将颗粒置于烘箱中，在95℃干燥
2h，随后自然冷却至室温，得到干粉；称取200g海泡石加入到球磨机中球磨3h，过80目筛，得
到海泡石粉末，将海泡石粉末加入到烧杯中，再加入上述干粉，混合均匀后，转移至马弗炉
中，通入氮气排除空气，在150℃进行初步炭化2h，完成初步炭化后，再以20℃/min升温至
700℃，继续碳化6h，炭化结束，随炉自然冷却至室温，将物料取出并置于球磨机中球磨1h，
过筛，得到100目活性炭包覆海泡石颗粒，备用；称取100g地榆，并用去离子水洗涤3次，将洗
净的地榆置于烘箱中，在60℃干燥至含水率为20%，随后置于粉碎机中进行粉碎，过80目筛，
得到地榆粉末，将地榆粉末加入到烧杯中，再加入200mL无水乙醇，并置于超声波振荡仪中，
在220W下超声提取1h，随后过滤，得到滤液，将滤液喷雾干燥，得到地榆提取物；称取30g壳
聚糖加入到烧杯中，再加入200mL质量分数为36%醋酸，搅拌20min，再加入备用的活性炭包
覆海泡石颗粒和上述地榆提取物，随后置于超声波振荡仪中，在220W下超声30min，得到混
合液，再将混合液喷雾干燥，得到家用净水机活性炭。
本发明制备的活性炭置于饮水机中，待接上25℃循环水后，吸附处理6h，镁离子浓
度由90mg/L降至0.3mg/L，吸附率为99.1%。
实例2
首先称取3kg玉米秸秆，用去离子水洗涤5次，将洗净的玉米秸秆置于通风处自然风干，
随后转移至粉碎机中进行粉碎，过80目筛，得到秸秆颗粒，将颗粒置于烘箱中，在105℃干燥
3h，随后自然冷却至室温，得到干粉；称取300g海泡石加入到球磨机中球磨4h，过100目筛，
得到海泡石粉末，将海泡石粉末加入到烧杯中，再加入上述干粉，混合均匀后，转移至马弗
炉中，通入氮气排除空气，在300℃进行初步炭化3h，完成初步炭化后，再以20℃/min升温至
800℃，继续碳化7h，炭化结束，随炉自然冷却至室温，将物料取出并置于球磨机中球磨2h，
过筛，得到200目活性炭包覆海泡石颗粒，备用；称取200g地榆，并用去离子水洗涤5次，将洗
净的地榆置于烘箱中，在70℃干燥至含水率为30%，随后置于粉碎机中进行粉碎，过100目
筛，得到地榆粉末，将地榆粉末加入到烧杯中，再加入300mL无水乙醇，并置于超声波振荡仪
中，在250W下超声提取2h，随后过滤，得到滤液，将滤液喷雾干燥，得到地榆提取物；称取40g
壳聚糖加入到烧杯中，再加入300mL质量分数为36%醋酸，搅拌30min，再加入备用的活性炭
包覆海泡石颗粒和上述地榆提取物，随后置于超声波振荡仪中，在250W下超声40min，得到
混合液，再将混合液喷雾干燥，得到家用净水机活性炭。
本发明制备的活性炭置于饮水机中，待接上25℃循环水后，吸附处理6.5h，镁离子
浓度由90mg/L降至0.3mg/L，吸附率为99.3%。
实例3
首先称取2kg玉米秸秆，用去离子水洗涤4次，将洗净的玉米秸秆置于通风处自然风干，
随后转移至粉碎机中进行粉碎，过70目筛，得到秸秆颗粒，将颗粒置于烘箱中，在100℃干燥
2.5h，随后自然冷却至室温，得到干粉；称取250g海泡石加入到球磨机中球磨3.5h，过90目
筛，得到海泡石粉末，将海泡石粉末加入到烧杯中，再加入上述干粉，混合均匀后，转移至马
弗炉中，通入氮气排除空气，在200℃进行初步炭化2.5h，完成初步炭化后，再以20℃/min升
温至750℃，继续碳化6.5h，炭化结束，随炉自然冷却至室温，将物料取出并置于球磨机中球
磨1.5h，过筛，得到190目活性炭包覆海泡石颗粒，备用；称取150g地榆，并用去离子水洗涤4
次，将洗净的地榆置于烘箱中，在65℃干燥至含水率为25%，随后置于粉碎机中进行粉碎，过
90目筛，得到地榆粉末，将地榆粉末加入到烧杯中，再加入250mL无水乙醇，并置于超声波振
荡仪中，在230W下超声提取1.5h，随后过滤，得到滤液，将滤液喷雾干燥，得到地榆提取物；
称取35g壳聚糖加入到烧杯中，再加入250mL质量分数为36%醋酸，搅拌25min，再加入备用的
活性炭包覆海泡石颗粒和上述地榆提取物，随后置于超声波振荡仪中，在230W下超声
35min，得到混合液，再将混合液喷雾干燥，得到家用净水机活性炭。
本发明制备的活性炭置于饮水机中，待接上25℃循环水后，吸附处理7h，镁离子浓
度由90mg/L降至0.3mg/L，吸附率为99.6%。