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核桃壳改良处理水污染的设计方案桃壳是一种经济、实用的吸附剂，特别是对于在温度范围内的重金属离子具有较强的吸附反应。
如果要改良处理水污染，可以采用以下方案：
①采用活性炭或碳化硅处理吸附污染物：通过与污染物反应，用于吸附有机物、营养物和重金属离子等污染物；活性炭和碳化硅均有良好的吸附效果。
②采用经过处理的桃壳作为吸附剂：桃壳经碳化处理后，能够有效的过滤悬浮物，可有效的降低水质的污染物浓度，从而改善水质。
③采用桃壳复混剂处理水质：桃壳复混剂具有良好的复混效果，可有效的混合有机物、重金属离子等污染物，从而降低污染扩散的概率。
④废水处理：将桃壳粉碎成细小颗粒，分别与地衣粉和沸石粉混淆，用于废水处理，可有效的去除有机物和重金属离子等污染物，实现污水综合处理。
![核桃壳活性炭的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/40f34978ce84b9d528ea81c758f5f61fb636284e.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611052459.1(22)申请日 2016.11.25(71)申请人 陕西一品达石化有限公司地址 710000 陕西省西安市高新区丈八五路高科尚都2幢1单元12005号房(72)发明人 李长英 (74)专利代理机构 西安亿诺专利代理有限公司61220代理人 贾苗苗(51)Int.Cl.C01B 32/348(2017.01)C01B 32/324(2017.01)H01G 11/32(2013.01)H01G 11/86(2013.01)(54)发明名称核桃壳活性炭的制备方法(57)摘要本发明公开一种核桃壳活性炭的制备方法，包括以下步骤：将核桃壳洗净、烘干、破碎后，经过碳化得到炭化料；将KOH与炭化料混匀，加入与去离子水，室温浸渍8 h后，在惰性气体气氛条件下，加热活化，冷却后得到活化料；将活化料用5mol/L的盐酸浸泡，过滤，用去离子水洗涤至滤液pH=7，干燥，即得核桃壳活性炭。
本发明将废弃的核桃壳合理资源化利用，操作方法简单，制备得到的核桃壳活性炭比表面积可达2404 m 2/g，可以用作超级电容器用电极材料。
权利要求书1页 说明书2页CN 106348295 A 2017.01.25C N 106348295A1.核桃壳活性炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取核桃壳经洗净、烘干工序后，进行破碎，破碎至粒度小于0.2mm，置于炭化炉中在惰性气体气氛中600℃下炭化处理1h，炭化结束后，收集炭化料；（2）将KOH与步骤（1）得到的炭化料按质量比（1～5）：1混匀，加入与碳化料相同质量的去离子水，室温浸渍8 h后，在惰性气体气氛条件下，以10℃/min的加热速率升温至200℃后恒温脱水30min，然后加热至800℃活化1h，自然冷却至室温，得到活化料；（3）将步骤（2）得到的活化料用5 mol/L的盐酸浸泡24 h，过滤，然后用去离子水洗涤至滤液pH=7， 150℃下鼓风干燥4 h，再经过真空干燥，即得核桃壳活性炭。
专利名称：核桃壳活性炭的制备及其用于吸附回收菲污染土壤淋洗液中淋洗剂的方法
专利类型：发明专利
发明人：张晖,郑欣
申请号：CN201711185997.2
申请日：20171123
公开号：CN107963628A
公开日：
20180427
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种核桃壳活性炭的制备及其用于吸附回收菲污染土壤淋洗液中淋洗剂的方法。
本发明以农林废弃物核桃壳作为活性炭的制备原料，经过粉碎、活化、炭化、清洗、干燥，最终制备成品活性炭。
制备出的活性炭比表面积可达229.5 m/g，能够选择性吸附菲污染土壤淋洗液中的有机污染物菲，使用0.3 g/L的活性炭即可达到95%的去除率，吸附效率高，在此条件下表面活性剂吐温80的回收率可高达90%，且有效利用了废弃物核桃壳，是一种有效的资源利用途径。
申请人：武汉大学
地址：430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学
国籍：CN
代理机构：武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：程欣
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![一种基于核桃壳制备活性炭吸附剂的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/f447ed3d28ea81c759f578ae.png)
专利名称：一种基于核桃壳制备活性炭吸附剂的方法专利类型：发明专利
发明人：袁春华,宋奇
申请号：CN201610547451.6
申请日：20160713
公开号：CN105923631A
公开日：
20160907
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于核桃壳制备活性炭吸附剂的方法，属于废弃物利用技术领域。
本发明针对目前活性炭制备原料昂贵，工艺复杂，且大量集中的核桃壳被丢弃或焚烧，导致环境污染，造成资源的极大浪费的问题，本发明通过核桃壳与碳酸钠混合，在高温下扩大核桃壳内部空隙，以双氧水进行表面氧化，以氢气作为催化气，表面接枝硅元素，随后通过发酵，以焦化废水中的菌种进行脱除核桃壳中的焦油，同时对核桃壳内部进行改性，丰富空隙结构，最后通过碳化，酸液洗涤，从而制备得比表面大，孔隙发达且吸附性高的活性炭吸附剂。
申请人：袁春华
地址：213164 江苏省常州市新北区新立名园5栋丁单元602室
国籍：CN
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化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 3 期H 3PO 4活化核桃壳制备活性炭及在Cr(Ⅵ)吸附中的应用邢献军1，2，3，4，罗甜1，卜玉蒸1，马培勇4（1 合肥工业大学化学与化工学院，安徽 合肥 230009；2 合肥工业大学先进能源技术与装备研究院，安徽 合肥230009；3 国家新能源汽车储供能产品产业计量测试中心，安徽 合肥 230051；4 合肥工业大学机械工程学院，安徽合肥 230009）摘要：以核桃壳为原料、磷酸（H 3PO 4）为活化剂，制备核桃壳基活性炭（PBC ），并对其吸附Cr(Ⅵ)性能进行探究。
分别使用SEM 、TEM 、BET 、FTIR 、Raman 、XPS 等表征探究PBC 的理化特性。
研究溶液pH 、活性炭用量和初始浓度对吸附性能的影响，研究PBC 在不同吸附时间下吸附Cr(Ⅵ)动力学行为，分析吸附机理。
结果表明，在磷酸浸渍比为1∶1，热解温度为400℃时，制备的核桃壳基活性炭具有良好的吸附性能。
对较低浓度的Cr(Ⅵ)溶液 （≤50mg/L ）吸附率达到100%，吸附动力学和等温线分别符合拟二级动力学模型和Langmuir 模型，吸附过程中化学吸附占主导地位，并且热力学分析表明吸附过程是自发的吸热过程。
关键词：生物质；活性炭；吸附中图分类号：TQ424.1 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）03-1527-13Preparation of biochar from walnut shells activated by H 3PO 4 and itsapplication in Cr (Ⅵ) adsorptionXING Xianjun 1，2，3，4，LUO Tian 1，BU Yuzheng 1，MA Peiyong 4(1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, China; 2 AdvancedEnergy Technology and Equipment Research Institute, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, China; 3 NationalNew Energy Vehicle Energy Storage and Supply Product Industry Measurement and Testing Center, Hefei 230051, Anhui, China;4College of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, China)Abstract: Walnut shell-based activated carbon PBC was prepared using walnut shell as raw materialand phosphoric acid (H 3PO 4) as activator, and its adsorption performance on hexavalent chromium wasstudied. The physical and chemical properties of PBC were measured using SEM, TEM, BET, FTIR, Raman, XPS and other characterizations, respectively. The effects of solution pH, activated carbon dosage and initial concentration on the performance of Cr(Ⅵ) adsorption were investigated. The kinetic behavior of Cr(Ⅵ) adsorption by PBC were examined and the adsorption mechanism was analyzed. The results showed that the prepared walnut shell-based activated carbon had good adsorption performance at a phosphoric acid impregnation ratio of 1∶1 and pyrolysis temperature of 400℃. The adsorption rate reached 100% for the lower concentration of Cr(Ⅵ) solution (≤50mg/L). The adsorption kinetics and isotherms were in accordance with the proposed secondary kinetic model and Langmuir model,研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0851收稿日期：2022-05-09；修改稿日期：2022-07-03。
活性炭是比较常见的炭基吸附剂，它具有大的比表面积、发达的孔隙结构和各种表面活性基团，可以单独作为吸附剂，用于吸附处理各种恶臭气体，是吸附净化的首选材料[1-2]。
同时，活性炭还具备催化活性，其表面各种含氧官能团的存在使其产生了特异的催化性能，能将典型恶臭气体硫化氢直接催化氧化为单质硫，实现脱臭的目的。
并可通过对其进行改性处理，调节活性炭表面含氧官能团的种类及数量，调整表面酸碱性，以增大其硫容量。
目前，有大量的文献资料记载以焦炭、石油焦、沥青焦等高含碳物质为原料，并采用氢氧化钾活化法来制备活性炭，由于强碱的腐蚀性及成本相对较高等弊端，在实际应用中受到一定的限制。
为此，研究采用核桃壳为原料，通过ZnCl 2活化法制备活性炭，并用KIO 3对其进行改性处理，研究其脱臭性能。
1实验部分1.1实验材料与仪器材料：粉碎至24目的核桃壳（江苏省宜兴市隆兴核桃壳）；硫化氢标准气体。
主要仪器：MF-5B 型动态配气仪；气相色谱；SK 2-6-12管式加热炉；箱式马弗炉；鼓风干燥箱。
1.2核桃壳质活性炭的制备将粉碎的核桃壳除杂、干燥后进一步过筛，储存于广口瓶中密封备用。
配置一定质量分数的ZnCl 2溶液，称取粉碎过筛试样300g 浸渍于ZnCl 2溶液中，搅拌数小时后静置24h ，干燥后放入管式加热炉中，在N 2的氛围下于300℃下炭化一定时间，所得炭化样品再在不同浓度的ZnCl 2溶液中浸渍20min ，经抽滤、干燥后置于马弗炉中于一定温度下活化一定的时间，冷却后所得产品再用一定质量分数的盐酸溶液煮沸20min ，再用去离子水将所得产物洗涤至中性，置于干燥箱中于120℃烘干。
1.3典型恶臭气体硫化氢的吸附称取10.0g 自制的核桃壳质活性炭，装填于内核桃壳质活性炭的制备及吸附恶臭气体的研究李秀玲,赵朝成（中国石油大学（华东）环境科学与工程系，山东东营257061）摘要：研究了用ZnCl 2活化法制备核桃壳质活性炭的工艺条件及其改性前后吸附典型恶臭气体硫化氢的硫容量及穿透行为。
核桃壳活性炭对工业废水中锌离子的吸附研究
邵义;李长虹
【期刊名称】《新疆环境保护》
【年(卷),期】2021(43)4
【摘要】以核桃壳为原料制备活性炭作为废水中锌离子吸附剂,探究其最佳的吸附条件和去除效率。
通过对吸附时间、温度、粒径以及初始锌离子浓度等参数进行优化,得到最适合的吸附条件:吸附剂加入量为4 g/L,吸附温度为20℃,吸附时间设定为150 min。
通过等温吸附曲线拟合发现Freundlich吸附等温方程可以更好的拟合并描述制备活性炭对锌离子的吸附过程,吸附锌离子的行为符合二次动力学方程,采用颗粒内扩散方程对吸附过程进行拟合发现活性炭材料对锌离子的吸附行为是协同作用的吸附过程。
采用火焰—原子吸收光谱仪对添加核桃壳活性炭作为吸附剂处理前、后的废水样品锌离子含量进行测定,结果发现制备的吸附剂具有良好的吸附能力,去除效率接近90%,可大幅降低废水中锌离子的浓度,处理后的废水能够达到国家排放标准,具有实现对农林废弃物的资源化利用和再循环的价值和前景。
【总页数】7页(P30-36)
【作者】邵义;李长虹
【作者单位】新疆维吾尔自治区塔城水文勘测局
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
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核桃壳制备活性炭方法及吸附性能的研究
余梅芳
【期刊名称】《湖州职业技术学院学报》
【年(卷),期】2011(9)1
【摘要】研究了以废弃核桃壳为原料,用磷酸活化法制备粉状活性炭的实验方法及其吸附性能.实验结果表明:废弃核桃壳在氮气保护下,以每分钟升温10℃的速率加热到400℃进行预炭化,再在700℃条件下活化所制备的活性炭具有较强的吸附性能.为林副产品核桃壳的利用提供了一条有价值的途径.
【总页数】3页(P79-81)
【作者】余梅芳
【作者单位】湖州师范学院生命科学学院,浙江,湖州,313000
【正文语种】中文
【中图分类】O647.33
【相关文献】
1.钛铁矿造孔核桃壳基活性炭的制备及其吸附性能 [J], 毛佳丽;羊依金;廖姣姣;谭显东;信欣
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960H 3PO 4法制备核桃壳活性炭及其处理啤酒废水的研究董瑞1，肖凯军1，任源2（1.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640） （2.华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州 510006）摘要：本文研究了H 3PO 4法制备核桃壳活性炭的工艺条件，并探讨了其处理啤酒废水的影响因素。
结果表明：浸渍比1:2.5，浸渍温度60 ℃，H 3PO 4浓度60 %，300 ℃炭化80 min ，600 ℃活化80 min 时，制备的活性炭对碘和亚甲基蓝的吸附值分别达到876.8 mg/L 和170.3 mg/L ；在pH7.0的条件下，采用吸附粒径为170~200目的活性炭，以1:20的料液比，在40 ℃下处理啤酒废水80 min ，废水的COD Cr 去除率达到83.9%，BOD 去除率达到66.5%。
关键词：活性炭；核桃壳；H 3PO 4法；制备；啤酒废水 文章篇号：1673-9078(2011)8-960-964Preparation of Activated Carbons with Phosphoric Acid Method from Walnut Hull and its Application in Brewery Wastewater TreatmentDONG Rui 1, XIAO Kai-jun 1, REN Yuan 2(1.College of Light Industry and Food Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) (2.College of Environmental Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China)Abstract: The preparation processing of activated carbons from walnut hull with phosphoric acid method was studied and the performance of prepared activated carbons to treat brewery wastewater was investigated. These results showed that the adsorptive values of prepared carbon to iodine and to methylene blue were 876.8 mg/L and 170.3 mg/L, respectively, under the following optimum conditions for activated carbon preparation: soaking regent of 60 % phosphoric acid solution, the ratio of phosphoric acid solution to activated carbon 1:20, soaking temperature 60 ℃, carbonizing time 80 min at 300 ℃and activating time 80 min at 600 ℃. The COD Cr and BOD removing rates of brewery wastewater at pH 7.0 were 83.9% and 66.5%, respectively, when the prepared active carbon with 170~200 meshes was used to adsorb at 60 ℃ for 80 min as the rateof active carbon to wastewater was 1:20. Key words: activated carbon; walnut hull; phosphoric acid method; preparation; brewery waster啤酒废水水量大、色度深、化学需氧量高（COD Cr 值）高、pH 值变化大、水质变化剧烈，含有较高浓度的有机物，主要包括糖、可溶性淀粉、乙醇、挥发性脂肪酸等，直接排放会造成严重的环境污染，处理方法主要有好氧生物处理、厌氧生物处理和吸附法，其中吸附法常用的吸附剂是活性炭[1~2]。
传统的活性炭原料是木材、果壳和优质煤，由于禁伐森林以及化石燃料的不可再生性，不可大量作为原料，因此，寻找合适的新原料成为活性炭行业正常发展的重要保证[3~4]。
核桃壳是一种丰富的可再生资源，用于生产活性炭的化学方法包括H 3PO 4活化法和ZnCl 2活化法，H 3PO 4活收稿日期：2011-04-08基金项目：粤港关键领域重点突破项目（2007Z1-E6011）；广东省教育部产学研结合项目（2009B090200020）作者简介：董瑞(1987-)，男，硕士生，研究方向：膜及废水处理技术 通讯作者：肖凯军(1969-)，男，博士，教授，主要从事膜技术及废水处理研究化法制备核桃壳活性炭相对于ZnCl 2活化法而言，污染率较轻，得率较高，是目前化学活化法的主要发展方向[5~7]。
本文以核桃壳为原料，研究了H 3PO 4法制备核桃壳活性炭的工艺参数，探讨制备的核桃壳活性炭处理啤酒废水的效果和工艺条件。
1 材料与方法1.1 材料与主要仪器 1.1.1 实验材料核桃壳：采购自广东省农贸市场；JS 脱色活性炭：广州洁圣膜技术有限公司提供；啤酒废水：采自广东某啤酒厂，COD Cr 941.2 mg/L ，BOD 178.6 mg/L ，pH 6.5；H 3PO 4溶液（AR ），碘标准溶液（AR ），0.15%亚甲基蓝溶液（AR ），重铬酸钾溶液（AR ）等均购于广州化学试剂厂。
1.1.2 实验设备w ww .mo de rn f oo d .c o m .c n961UV-759型紫外可见分光光度计：上海精密仪器仪表有限公司；FPC-99型粉碎机：上海奕晟矿山机械有限公司；THZ-82A 台式恒温振荡器：上海沪粤明科学仪器有限公司；JH-12 COD 型恒温加热器：青岛崂山电子仪器总厂有限公司；ET99724A-6 BOD 测定仪：北京信诺高科仪器仪表商贸有限公司；SX2-4-13型箱式马弗炉：上海索域试验设备有限公司；恒温干燥箱：深圳市爱尔特电子科技有限公司。
1.2 核桃壳活性炭的制备将核桃壳除去杂质并干燥，用粉碎机粉碎过筛后置于广口瓶中密封待用。
称取一定量的粉碎试样于H 3PO 4溶液中浸渍一定的时间后，再送入马弗炉中于一定温度下炭化活化一定时间，取出用0.1%盐酸溶液进行清洗，以除去活化过程中的产生的焦油，然后用蒸馏水洗涤至中性，将清洗后的产品于120 ℃下干燥5 h ，破碎，过200目筛备用[8~9]。
1.3 啤酒废水的处理取一定量的过200目筛的活性炭于250 mL 有磨口塞的锥形瓶中，再加入一定量的啤酒废水，在一定温度下，放入恒温水浴振荡器中振荡一段时间，用循环式真空泵抽滤，测定滤液的COD Cr 和BOD ，计算去除率。
1.4 分析方法测定活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝脱色力按GB/T12496.8~12496.10-99《木质活性炭的标准试验方法》中规定的方法进行[10~11]；测定COD Cr 用重铬酸钾法[12]；测定BOD 用BOD 测定仪直接测定。
2 结果与讨论2.1 核桃壳活性炭的制备 2.1.1 浸渍温度的影响图1 浸渍温度对活性炭性质的影响Fig.1 Effects of different soaking temperatures on properties ofactivated carbon为了解浸渍温度对活性炭吸附特性的影响，在浸渍比为1:2.0，H 3PO 4浓度为60%的条件下将核桃壳于不同的浸渍温度下浸渍，再将该核桃壳置于300 ℃下炭化80min ，并在500 ℃下活化60 min ，然后测定不同浸渍温度下所得活性炭的得率、碘吸附值和亚甲基蓝吸附值。
实验结果见图1。
从图1中可以看出，碘附值和亚甲基蓝吸附值随着浸渍温度的提高而逐步增加，但在60 ℃后，碘吸附值的增幅不太明显，而亚甲基蓝吸附值呈现出下降趋势。
这可能是因为浸渍温度高时，活化剂H 3PO 4渗透力较强，可以在浸渍时间内快速、充分地进入核桃壳纤维素分子间，有利于H 3PO 4炭结构的形成，进而有利于提升活性炭的吸附性能。
而活性炭中吸附碘、亚甲基蓝的最小孔隙直径分别为1.0、1.5 nm [13]，当温度达到一定程度后，可能会破坏掉活性炭吸附亚甲基蓝所需直径的孔隙，进而导致亚甲基蓝吸附值的减少，而此温度对活性炭对亚甲基蓝的吸附影响不大。
因此，实验中选取浸渍温度为60 ℃。
2.1.2 浸渍比的影响浸渍比是H 3PO 4活化法制备活性炭工艺过程中重要的影响因素之一。
为了解浸渍比对活性炭吸附特性的影响，分别在不同浸渍比条件下将核桃壳活性炭加入到60%的H 3PO 4溶液中于60 ℃下浸渍，再将此活性炭置于300 ℃下炭化80 min ，并在500 ℃下活化60 min ，然后测定活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值。
实验结果见图2。
图2 浸渍比对活性炭吸附性能的影响Fig2 Effects of impregnation ratio on properties of activatedcarbon由图2可以看出，浸渍比对活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均有一定的影响；活性炭的碘吸附值在浸渍比为1:1.5~1:2.5之间急剧增大，在1:2.5之后，浸渍比对碘吸附值的影响很小；而亚甲基蓝吸附值在浸渍比为1:2.5时达到最大值后，随着浸渍的增大又有下降的趋势。
这可能是因为，浸渍比相同时，磷酸在分散产物中的分散状态就决定了产品活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的大小，而某一吸附值的提高或降低将会导致另一吸附值的降低或提高[14]。
因此，在使用的浸渍比中，1:2.5的浸渍比可以制得亚甲基蓝吸附值最高，碘吸附值w ww .mo de rn f oo d .c o m .c n962也较高的活性炭。
2.1.3 活化剂浓度的影响在浸渍比1:2.5、浸渍温度60 ℃、炭化温度300 ℃、炭化时间80 min 、活化温度500 ℃和活化时间60 min 的条件下，研究活化剂H 3PO 4溶液的浓度对活性炭吸附性能的影响。
