專利名稱：一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，燒制木質(zhì)炭材料的方法有一次炭化燒制法和分級控溫?zé)品?。二次炭化燒制法是將不完全炭化的木質(zhì)炭再進行一次高溫?zé)Y(jié)制備導(dǎo)電木質(zhì)炭材料的方法。如日本專利JP 2005035806導(dǎo)電木炭或竹炭及其制備方法，是將已炭化后的塊狀木炭或竹炭在上1000°C以上一次炭化制備導(dǎo)電性木炭或竹炭的方法。這種制備方法的炭得率較高，但燒結(jié)過程需二次升溫?zé)Y(jié)，容易在二次燒結(jié)過程中發(fā)生炭氧化從而炭密度降低，并存在炭化不均勻的現(xiàn)象，因此導(dǎo)電率難以提高。分級控溫?zé)品ㄊ窃谌紵^程中，先將爐溫升至燒結(jié)溫度，然后?；鸾禍刂凛^低溫度，再開爐升溫至燒結(jié)溫度，如中國專利ZL02129280. 9 —種制取導(dǎo)電竹炭的方法，是將塊狀材料放入燒結(jié)爐內(nèi)，先將爐溫升至1500°C，然后降溫至700°C，再升至1500°C的方法。這種方法炭化工藝時間長、產(chǎn)量低，且導(dǎo)電率不高。上述方法均為將塊狀的木材或竹材炭化，且都是升溫到燒結(jié)溫度立即降溫，因此都存在炭化不均勻、穩(wěn)定性差、導(dǎo)電率低、抗靜電性差等特點。并且含灰塵雜質(zhì)，養(yǎng)生保健功能有待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不含灰塵和雜質(zhì)、抗靜電性好、具有養(yǎng)生保健功能的導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的
一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其依次包括以下步驟
(1)原料前處理將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 02MPa -O. OOlMPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz 950MHz，微波處理時間為I 3min ；
(2)初級炭制備將經(jīng)過原料前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C或900-1000°C并保溫40_80min，然后再以5-15 °C /min的速率升溫至1000-1500°C或1600_1800°C并保溫2_8h，接著以18-250C /min的速率降溫至300-400°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭；
(3)浸泡處理將所得初級炭放入含酸量3-5wt%的溶液中浸泡20-40min,然后用去離子水清洗至PH值為中性；
(4)微波處理將步驟(3)所得物質(zhì)進行微波處理，微波頻率為500 650MHz，微波處理時間為I 3min ；
(5)炭粒制備。本發(fā)明方法的優(yōu)點是①通過前處理可以控制植物原料的水分和開孔，有助于后續(xù)初級炭的制備，可以提高初級炭的導(dǎo)電和去味功能，制備的植物炭表面電阻高，具有良好的導(dǎo)電性能，對炭粒制品的抗靜電性具有促進作用；
②該植物炭顆粒并且還具有去味和抗菌功能，對污垢具有吸附作用，有助于去除環(huán)境中的異味；置于水中，可以吸附氯離子、茶垢等細微雜質(zhì)，使水凈化；
③經(jīng)過浸泡處理的炭粒導(dǎo)電率高，并且不含灰塵雜質(zhì)，遠紅外效應(yīng)好，能夠促進身體保溫和末梢血液循環(huán)，具有良好的養(yǎng)生保健作用；
④發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在浸泡處理之后再進行微波處理，可以增強炭顆粒的抗菌能力，并且使本發(fā)明炭粒的負離子釋放功能提高，能夠改善使用者的肺活量，提高睡眠質(zhì)量。作為優(yōu)選，所述步驟(I)植物原料為玉米芯、竹子或松樹。更優(yōu)選地，對于玉米芯或竹子，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C·并保溫40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升溫至1000-1500°C并保溫2_8h，接著以20-230C /min的速率降溫至330_380°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭。更優(yōu)選地，對于松樹，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至900-1000°C并保溫40-80min，然后再以5_15°C /min的速率升溫至1600-1800°C并保溫2_8h，接著以20_23°C /min的速率降溫至330-380°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭。作為優(yōu)選，所述步驟(I)將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. OlMPa -O. 005MPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz 950MHz，微波處理時間為 L 2 2min。作為優(yōu)選，所述步驟(3)浸泡處理是將所得初級炭放入含酸量3_5wt%的溶液中浸泡30min，然后用去離子水清洗至pH值為中性。更優(yōu)選地，所述溶液為含4wt%HCl的酸溶液。更優(yōu)選地，所述溶液為含H2SO4量5wt%的硫酸溶液。作為優(yōu)選，所述步驟(4)是將所得物質(zhì)進行微波處理，微波頻率為550 600MHz，微波處理時間為I. 2 2min。作為優(yōu)選，所述步驟(5)炭粒制備是將微波處理后的物質(zhì)用粉碎機或液壓機制成直徑為O. 5-2mm的炭顆粒。


圖I是本發(fā)明植物炭炭化立式移動床的溫度控制系統(tǒng)示意 圖中，A-干燥區(qū)；B-預(yù)炭化區(qū)；C-炭化區(qū)；D-煅燒區(qū)；E-冷卻區(qū)；F-帶CPU的溫度感應(yīng)裝置；dl/d2/d3-助燃物導(dǎo)入孔；tl/t2/t3-測溫點。
具體實施例方式如圖I所示，植物炭制備使用的立式移動床分為干燥區(qū)A、預(yù)炭化區(qū)B、炭化區(qū)C、煅燒區(qū)D和冷卻區(qū)E。煅燒區(qū)D —側(cè)分布有許多可以調(diào)節(jié)開啟或閉合的助燃物導(dǎo)入孔，如dl、d2、d3等，另一側(cè)對應(yīng)有各個小孔處的測溫點如tl、t2、t3等，各小孔處溫度通過與該測溫點連接的溫度感應(yīng)裝置F顯示。
實施例一
本實施例采用的植物原料為玉米芯。將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 02MPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz，微波處理時間為Imin ;將經(jīng)過前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，各測溫點的溫度，干燥區(qū)A為150°C，預(yù)炭化區(qū)B為275°C，炭化區(qū)C為450°C，升溫時觀測圖I所示D區(qū)即燃燒區(qū)不同位置的溫度，當燃燒區(qū)某處如d2的溫度過低時，打開該處的小孔，導(dǎo)入空氣就地就近燃燒，使該處溫度升高，控制竹子下移過程中經(jīng)歷的燃燒區(qū)溫度，控制燃燒以5°C /min的速率升溫至700°C并保溫40min，然后再以5°C /min的速率升溫至1600°C并保溫2h，
接著以23-25°C /min的速率降溫至380-400°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭；將所得初級炭放入含HN03量3-5wt%的溶液中浸泡20min，然后用去離子水清洗至pH值為中性； 然后再進行微波處理，微波頻率為600 650MHz,微波處理時間為2 3min ;最后用粉碎機或液壓機制成直徑為O. 5-2mm的炭顆粒。檢測性能見表I。按照國標GB/T12496. 10測定炭粒的碘吸附值以反應(yīng)其吸附性倉泛。
實施例二
本實施例采用的植物原料為竹片(長約40cm)。將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. OOlMPa，再進行微波處理，微波頻率為950MHz，微波處理時間為3min ；
將經(jīng)過前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，各測溫點的溫度，干燥區(qū)A為150°C，預(yù)炭化區(qū)B為275°C，炭化區(qū)C為450°C，升溫時觀測圖I所示D區(qū)即燃燒區(qū)不同位置的溫度，當燃燒區(qū)某處如d2的溫度過低時，打開該處的小孔，導(dǎo)入空氣就地就近燃燒，使該處溫度升高，控制竹子下移過程中經(jīng)歷的燃燒區(qū)溫度，控制燃燒以150C /min的速率升溫至750°C并保溫80min，然后再以15°C /min的速率升溫1500°C并保溫8h，
接著以18-23°C /min的速率降溫至300-330°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭；將所得初級炭放入含H2SO4量5wt%的硫酸溶液中浸泡40min，然后用去離子水清洗至pH值為中性；
然后再進行微波處理，微波頻率為500 550MHz，微波處理時間為I I. 2min ;最后用粉碎機制成直徑為O. 5-2mm的炭顆粒。
實施例三
本實施例采用的植物原料為松樹，將松樹去除表皮雜質(zhì)后進行初切，長度控制不超過15cm0將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 01 -O. 005MPa，再進行微波處理，微波頻率為550MHz，微波處理時間為I. 2-2min ；
將經(jīng)過前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，各測溫點的溫度，干燥區(qū)A為180°C，預(yù)炭化區(qū)B為325°C，炭化區(qū)C為530°C，升溫時觀測圖I所示D區(qū)即燃燒區(qū)不同位置的溫度，當燃燒區(qū)某處如d2的溫度過低時，打開該處的小孔，導(dǎo)入空氣就地就近燃燒，使該處溫度升高，控制竹子下移過程中經(jīng)歷的燃燒區(qū)溫度，控制燃燒以IO0C /min的速率升溫至900°C并保溫50min，然后再以10°C /min的速率升溫至1600°C并保溫5h，
接著以20-23°C /min的速率降溫至330_380°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭；將所得初級炭放入含HCl量4wt%的鹽酸溶液中浸泡30min，然后用去離子水清洗至pH值為中性；
然后再進行微波處理，微波頻率為550 600MHz，微波處理時間為I. 2 2min ;最后用液壓機制成直徑為O. 5-2mm的炭顆粒。
實施例四
同實施例三，不同的是使用的原料為山毛櫸；控制燃燒以10°c /min的速率升溫至1000°C并保溫50min，然后再以10°C /min的速率升溫至1800°C并保溫5h。對比實施例一
同實施例一，不同的是植物原料未經(jīng)過微波真空前處理，而是直接制備成初級炭后再浸泡處理、微波處理和炭粒制備。
對比實施例二
同實施例一，不同的是初級炭在制備后未進行浸泡處理，而是直接進行微波處理和炭粒制備。
對比實施例三
同實施例三，不同的是浸泡處理后未進行微波處理，而是直接放在空氣中晾干后進行炭粒制備。
表I各實施例及對比實施例的產(chǎn)品性能指標
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于依次包括以下步驟 (1)原料前處理將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. 02MPa -O. OOlMPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz 950MHz，微波處理時間為I 3min ； (2)初級炭制備將經(jīng)過原料前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C或900-1000°C并保溫40_80min，然后再以5-15°C /min的速率升溫至1000-1500°C或1600-1800°C并保溫2_8h，接著以18-250C /min的速率降溫至300-400°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭； (3)浸泡處理將所得初級炭放入含酸量3-5wt%的溶液中浸泡20-40min,然后用去離子水清洗至PH值為中性； (4)微波處理將步驟(3)所得物質(zhì)進行微波處理，微波頻率為500 650MHz，微波處理時間為I 3min ； (5)炭粒制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述步驟(I)植物原料為玉米芯、竹子或松樹。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于對于玉米芯或竹子，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至700_750°C并保溫40_80min，然后再以5-150C /min的速率升溫至1000-1500°C并保溫2_8h，接著以20_23°C /min的速率降溫至330-3800C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于對于松樹，控制燃燒以5-15°C /min的速率升溫至900-1000°C并保溫40_80min，然后再以5_15°C /min的速率升溫至1600-1800°C并保溫2-8h，接著以20_23°C /min的速率降溫至330_380°C，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述步驟(I)將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-O. OlMPa -O. 005MPa，再進行微波處理，微波頻率為300MHz 950MHz，微波處理時間為I. 2 2min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述步驟(3)浸泡處理是將所得初級炭放入含酸量3-5wt%的溶液中浸泡30min，然后用去離子水清洗至PH值為中性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述溶液為含4wt%HCl的酸溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述溶液為含H2SO4量5wt%的硫酸溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述步驟(4)是將所得物質(zhì)進行微波處理，微波頻率為550 600MHz，微波處理時間為I. 2 2min。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項所述的一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法，其特征在于所述步驟(5)炭粒制備是將微波處理后的物質(zhì)用粉碎機或液壓機制成直徑為O. 5-2mm的炭顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電無塵養(yǎng)生炭粒的制作方法。它依次包括以下步驟原料前處理將植物原料送入微波真空罐中，抽真空至真空度為-0.002MPa～-0.001MPa，再進行微波處理；將經(jīng)過原料前處理所得的植物原料依次經(jīng)歷干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒和冷卻，控制燃燒以5-15℃/min的速率升溫至700-750℃或900-1000℃并保溫40-80min，然后再以5-15℃/min的速率升溫至1000-1500℃或1600-1800℃并保溫2-8h，接著以18-25℃/min的速率降溫至300-400℃，再隨爐冷卻至室溫，得到初級炭；浸泡處理將所得初級炭放入含酸量3-5wt%的溶液中浸泡20-40min，然后用去離子水清洗至pH值為中性；微波處理將步驟(3)所得物質(zhì)進行微波處理；炭粒制備。本方法制備的炭粒不含灰塵和雜質(zhì)、抗靜電性好、具有養(yǎng)生保健功能。
文檔編號C01B31/02GK102942174SQ20121048153
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者丁建中 申請人:浙江建中竹業(yè)科技有限公司