一种利用废弃物制备的活性炭及其方法技术领域
本发明属于活性炭制备领域，特别涉及一种利用废弃物制备的活性炭及其方法。
背景技术
活性炭是一种黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳或者排列规整的晶
体碳。早期时，其主要是由木材、硬果壳或者兽骨等经过炭化、活化制备而得；之后，人们将
煤粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化得到活性炭。它的成分以碳为主，并含有少量氧、
氢、硫、氮、氯等元素。由于其为多孔碳、堆积密度低、比表面积大，被广泛应用于石化、电力、
化工、食品、黄金、环保等行业中。特别是由于其具有良好的催化性能和吸附性能，已成功应
用于催化及水和气体的净化领域。
活性炭的生产工艺主要分为物理活化法和化学活化法。 物理活化法是依次通过
炭化和活化两步完成活性炭的制备。化学活化法是将炭化和活化一步完成，且炭化的温度
也较物理活化法的低，还能改善活性炭的孔隙并提高活性炭的产率。整体而言，使用化学活
化制备的活性炭较优于物理活化法，更具有商业价值。目前，国内外化学活化法生产活性炭
的工艺是将制备原料与活化剂混合，后经干燥、炭化、活化而完成。现有制备的活性炭在应
用过程中，易被高温、高压、强酸、强碱等因素所腐蚀，造成活性炭结构易坍塌、机械强度差、
影响吸附效果和使用寿命，加剧了使用活性炭的成本。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种利用废弃物制备的活性炭及其方法，将
废旧陶瓷片、废旧轮胎橡胶、煤渣作为原料，经浸渍、碳化等步骤制备出机械强度高、吸附性
能好、使用寿命长的活性炭，节省成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种利用废弃物制备的活性炭，包含如下重量组份的各物质：废旧陶瓷片10-15份、废
旧轮胎橡胶10-15份、煤渣6-10份、1,4-环己烷二甲醇10-16份、2-萘酚-6,8-二磺酸二钾3-6
份、乙氧酰胺苯甲酯7-10份、水杨酸异戊酯6-12份、二甲基硅油3-7份、巯基丁二酸10-15份、
间苯二酚二缩水甘油醚8-12份。
优选的，所述废旧陶瓷片12-14份、废旧轮胎橡胶11-13份、煤渣8-10份、1,4-环己
烷二甲醇12-15份、2-萘酚-6,8-二磺酸二钾4-6份、乙氧酰胺苯甲酯7-9份、水杨酸异戊酯8-
11份、二甲基硅油4-6份、巯基丁二酸11-14份、间苯二酚二缩水甘油醚9-11份。
优选的，所述废旧陶瓷片13份、废旧轮胎橡胶12份、煤渣9份、1,4-环己烷二甲醇13
份、2-萘酚-6,8-二磺酸二钾5份、乙氧酰胺苯甲酯8份、水杨酸异戊酯10份、二甲基硅油5份、
巯基丁二酸13份、间苯二酚二缩水甘油醚10份。
一种利用废弃物制备的活性炭的方法，包括如下步骤：
S1：将废旧陶瓷片10-15份、废旧轮胎橡胶10-15份和煤渣6-10份干燥后粉碎至粒状；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油3-7份、巯基丁二酸10-15份、间苯二酚二缩
水甘油醚8-12份，升温至70-90℃，搅拌反应20-30min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯7-10份和水杨酸异戊酯6-12份，继续升温至
100-120℃，搅拌反应15-25min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇10-16份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾3-6份，浸
渍2-4h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度400-600℃，保温反应30-50min；冷
却、洗涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
优选的，步骤S1中粉碎至200-300目。
优选的，步骤S2中升温至85℃，以速率600-800r/min搅拌反应25min。
优选的，步骤S3中升温至110℃，以速率800-1000r/min搅拌反应20min。
优选的，步骤S4中浸渍反应3.5h。
优选的，步骤S5中所述碳化温度为550℃，保温反应40min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种利用废弃物制备的活性炭的方法，使用废旧陶瓷片、废旧轮胎橡胶、煤
渣作为原料，并经过基丁二酸、间苯二酚二缩水甘油醚、水杨酸异戊酯、2-萘酚-6,8-二磺酸
二钾等处理，经碳化等工艺后得到活性炭。变废为宝，提高资源的利用率。所制备得到的活
性炭结构稳定，不易塌陷，具备优异的机械强度和防腐蚀性能，大大延长其使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将废旧陶瓷片10份、废旧轮胎橡胶15份和煤渣6份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油3份、巯基丁二酸10份、间苯二酚二缩水甘
油醚8份，升温至70℃，以速率600r/min搅拌反应20min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯7份和水杨酸异戊酯6份，继续升温至100℃，
以速率800r/min搅拌反应15min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇10份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾3份，浸渍2h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度400℃，保温反应30min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
对比例1
S1：将废旧陶瓷片10份、废旧轮胎橡胶15份和煤渣6份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入间苯二酚二缩水甘油醚8份，升温至70℃，以速率600r/
min搅拌反应20min；
S3：随后向步骤S2中加入2-萘酚-6,8-二磺酸二钾3份，浸渍2h；
S4：将步骤S3所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度400℃，保温反应30min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
实施例2
S1：将废旧陶瓷片15份、废旧轮胎橡胶10份和煤渣10份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油7份、巯基丁二酸15份、间苯二酚二缩水甘
油醚12份，升温至90℃，以速率800r/min搅拌反应25min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯10份和水杨酸异戊酯12份，继续升温至120
℃，以速率1000r/min搅拌反应25min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇16份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾6份，浸渍4h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度600℃，保温反应50min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
对比例2
S1：将废旧陶瓷片15份、废旧轮胎橡胶10份和煤渣10份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入间苯二酚二缩水甘油醚12份，升温至90℃，以速率
800r/min搅拌反应25min；
S3：随后向步骤S2中加入2-萘酚-6,8-二磺酸二钾6份，浸渍4h；
S4：将步骤S3所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度600℃，保温反应50min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
实施例3
S1：将废旧陶瓷片12份、废旧轮胎橡胶11份和煤渣8份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油4份、巯基丁二酸11份、间苯二酚二缩水甘
油醚9份，升温至70℃，以速率600r/min搅拌反应20min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯7份和水杨酸异戊酯8份，继续升温至110℃，
以速率1000r/min搅拌反应25min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇12份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾4份，浸渍2h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度400℃，保温反应30min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
实施例4
S1：将废旧陶瓷片14份、废旧轮胎橡胶13份和煤渣10份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油6份、巯基丁二酸14份、间苯二酚二缩水甘
油醚11份，升温至90℃，以速率800r/min搅拌反应30min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯9份和水杨酸异戊酯11份，继续升温至120℃，
以速率800r/min搅拌反应15min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇15份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾6份，浸渍4h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度600℃，保温反应50min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
实施例5
S1：将废旧陶瓷片13份、废旧轮胎橡胶12份和煤渣9份干燥后粉碎至粒状，200-300目；
S2：将步骤S1中所得物质中加入二甲基硅油5份、巯基丁二酸13份、间苯二酚二缩水甘
油醚10份，升温至85℃，以速率700r/min搅拌反应25min；
S3：随后向步骤S2中加入乙氧酰胺苯甲酯8份和水杨酸异戊酯10份，继续升温至110℃，
以速率900r/min搅拌反应20min；
S4；再向步骤S3中加入1,4-环己烷二甲醇13份和2-萘酚-6,8-二磺酸二钾5份，浸渍
3.5h；
S5：将步骤S4所得产品在马弗炉中，升温至碳化温度550℃，保温反应40min；冷却、洗
涤、过滤、干燥后即可得到所述活性炭。
对以上各个实施例和对比例进行耐磨强度和抗腐蚀强度（在pH为3-4的酸溶液中
和pH为9-10的碱溶液中浸泡24h，测试其吸附性能的稳定率）性能测试，结果如下：
试验
比表面积（m2/g）
耐磨强度（%）
抗腐蚀强度（%）
实施例1
1238
96
85
对比例1
840
62
36
实施例2
1368
96.8
86.5
对比例2
820
59
87
实施例3
1567
97.1
87.3
实施例4
1850
97.6
88.6
实施例5
1935
98.3
89.0
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴
所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。