混合，室温下浸渍5h (不水洗)，浸渍糠醛渣在温度100°C下烘干至无游离水状态。浸渍糠醛渣直接活化，在氮气气氛下，500°C活化0.5h，800°C活化Ih得到固体。将固体洗涤、IlO0C下干燥获得活性炭产品。
[0043]计算得率:得率=产品质量/玉米芯质量X100%。
[0044]产品中，糠醛得率14.9%，活性炭得率为24.3%，比表面积达2217.9m2/g。
[0045]实施例2:
[0046]原料玉米芯为市购，经自然风干，含水量为6%。
[0047]玉米芯粉碎粒径至15mm?20mm之间，加酸混合，硫酸质量浓度10 %，硫酸用量为0.20kg/(kg玉米芯)。汽提水解，水蒸气温度172°C，水解时间1.5h。汽提水解和压力排渣过程中收集糠醛气体，冷凝、蒸馏获得糠醛产品。糠醛渣浸渍，30 %质量浓度的KOH溶液与糠醛渣1:1混合，室温下浸渍5h，浸渍糠醛渣烘干无游离水状态。浸渍糠醛渣直接活化，500 0C活化0.5h，800 °C活化Ih得到固体。将固体洗涤、干燥获得活性炭产品。未特别说明的操作均与实施例1相同。
[0048]糠醛得率15.6%，活性炭得率为25.1 %，比表面积达1507.7m2/g。
[0049]实施例3:
[0050]玉米芯粉碎粒径至15mm?20mm之间，加酸混合，硫酸质量浓度13 %，硫酸用量为0.25kg/ (kg玉米芯)。汽提水解，水蒸气温度174°C，水解时间2h。汽提水解和压力排渣过程中收集糠醛气体，冷凝、蒸馏获得糠醛产品。糠醛渣浸渍，40 %质量浓度的KOH溶液与糠醛渣1:1混合，室温下浸渍5h，浸渍糠醛渣烘干无游离水状态。浸渍糠醛渣直接活化，500 0C活化0.5h，800°C活化Ih得到固体。将固体洗涤、干燥获得活性炭产品。未特别说明的操作均与实施例1相同。
[0051]糠醛得率15.2%，活性炭得率为24.9%，比表面积达1950.2m2/g。
[0052]实施例4:
[0053]玉米芯粉碎粒径至15mm?20mm之间，加酸混合，硫酸质量浓度15 %，硫酸用量为0.29kg/ (kg玉米芯)。汽提水解，水蒸气温度175°C，水解时间2h。汽提水解和压力排渣过程中收集糠醛气体，冷凝、蒸馏获得糠醛产品。糠醛渣浸渍，50 %质量浓度的KOH溶液与糠醛渣1:1混合，室温下浸渍5h，浸渍糠醛渣烘干无游离水状态。浸渍糠醛渣直接800°C活化lh得到固体。将固体洗涤、干燥获得活性炭产品。未特别说明的操作均与实施例1相同。
[0054]糠醛得率14.9%，活性炭得率为24.5%，比表面积达2135.5m2/g。对比例1:
[0055]玉米芯(水份彡8% )粉碎过20目筛，浸渍，50%质量浓度的K0H溶液与糠醛渣
1: 1混合，室温下浸渍5h，浸渍糠玉米芯烘干无游离水状态。浸渍玉米芯直接活化，500°C活化0.5h，800 °C活化lh得到固体。将固体洗涤、干燥获得活性炭产品。活性炭得率为26.1%，比表面积达650.3m2/g。
[0056]对比例2:
[0057]市购的糠醛公司生产的糠醛渣(玉米芯为原料)，进行浸渍，50%质量浓度的K0H溶液与糠醛渣1:1混合，室温下浸渍5h，浸渍糠醛渣烘干无游离水状态。浸渍糠醛渣直接活化，500°C活化0.5h，800°C活化lh得到固体。将固体洗涤、干燥获得活性炭产品。糠醛得率10.3% (工厂生产数据)，活性炭得率为23.4% (以玉米芯为原料计算)，比表面积达1245.9m2/g0
[0058]以上所公开或要求的实施例在不超过现有公开的实验手段的范围内可以制出或实施。本发明优选的实施方式所描述的所有的产物和/或方法，明白地指那些不违反本发明的概念、范围和精神的可以用于该产物和/或实验方法以及接下来的步骤。对所述的工艺中技术手段的所有的改动和改进，均属于本发明权利要求定义的概念、范围和精神。
【主权项】
1.一种以玉米芯为原料制备活性炭和糠醛的方法，其特征在于，包括步骤: 1)原料要求:玉米芯粉碎至粒径在15mm?20mm，作为原料； 2)加酸混合:粉碎了的玉米芯和质量浓度为10?15%的硫酸溶液混合，硫酸溶液的用量与玉米芯的质量比为0.20?0.29:1 ； 3)汽提水解:将水蒸气与玉米芯和硫酸混合物接触进行水解，水蒸气温度172°C?175°C，水解时间1.5?2h ; 4)糠醛收集:汽提水解和压力排渣过程中收集含有糠醛的蒸汽，冷凝、蒸馏获得糠醛产品；经水解后的玉米芯和硫酸混合物即为糠醛渣； 5)糠醛渣浸渍:KOH溶液与糠醛渣按照质量比1:1混合，室温下浸渍5h ; 6)浸渍糠醛渣烘干:浸渍后的糠醛渣烘干至无游离水状态； 7)直接活化:烘干后的糠醛渣分两段活化，先在500°C下活化30min，再在800°C下活化Ih得到固体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中玉米芯的含水量为5?3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，水蒸汽从玉米芯和硫酸混合物下部进入，从上部排出。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，KOH溶液的质量浓度为30% -50%, KOH溶液与糠醛渣按照质量比1:1混合，室温下浸渍5h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6)中，烘干的温度为100?IlOcC06.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7)中，糠醛渣的两段活化是在氮气气氛中活化。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7)活化后的固体经水洗涤后，在110 °c下干燥。8.权利要求1?7任一所述的方法制备到的产物。
【专利摘要】本发明提供一种以玉米芯为原料制备活性炭和糠醛的方法，包括步骤：1)玉米芯粉碎至粒径在15mm～20mm；2)玉米芯和硫酸溶液混合，3)汽提水解：将水蒸气与玉米芯接触进行水解，4)汽提水解和压力排渣过程中收集气体，冷凝、蒸馏获得糠醛产品；5)糠醛渣浸渍：KOH溶液与糠醛渣混合，室温下浸渍；6)烘干至无游离水状态，7)直接活化：烘干后的糠醛渣分两段活化。本发明提出的方法，以玉米芯为原料联产糠醛和活性炭产品，可以大幅度提高糠醛生产的经济效益；采用较高的水解温度和较短的水解时间，避免生产过程中糠醛缩合，提高糠醛得率；采用糠醛渣制备活性炭可有效利用糠醛生产过程中的废渣，减少了环境污染。
【IPC分类】C01B31/08, C07D307/50
【公开号】CN105174254
【申请号】
【发明人】蒋建新, 郑天然, 吉骊, 刘志平, 孙达峰, 赵鹏翔, 朱莉伟
【申请人】北京林业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月17日