一种家用净水机活性炭的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610870347.0

申请日:

2016.10.07

公开号:

CN106495267A

公开日:

2017.03.15

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/28申请日:20161007|||公开

IPC分类号:

C02F1/28; C02F1/50; C02F1/58; C01B32/318(2017.01)I; C01B32/384(2017.01)I; C02F101/20(2006.01)N; C02F103/04(2006.01)N

主分类号:

C02F1/28

申请人:

常州市鼎日环保科技有限公司

发明人:

周丽花; 孟中立

地址:

213164 江苏省常州市新北区春江镇魏村沿江西路151号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

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。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。

权利要求书

1.一种家用净水机活性炭的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(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。

说明书

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%。

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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。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。

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