CN104211043A - 一种高比表面积竹炭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高比表面积竹炭的制备方法。该竹炭的制备方法步骤如下：1)将干燥后的竹片进行炭化，得到一次炭化产物；2)将所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7∶3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；3)将所述成型条进行二次炭化，得到二次炭化产物，并进行水蒸气活化，得到竹炭活性炭。利用本发明的方法制备得到的竹炭具备较高的比表面积、碘吸附值和强度，可用于水处理、废气治理、催化剂载体以及军用防护等领域。利用竹子作为原料，有效解决了竹资源的利用问题，并能缓解煤质炭生产中煤资源日益枯竭的现状，具有重大的现实意义和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种高比表面积竹炭的制备方法。该竹炭广泛应用于水处理、废气治理、催化剂载体以及军用防护等领域。
背景技术
在第一次世界大战中，活性炭作为军用防护剂得到大量应用，从而促成了活性炭工业规模生产的形成。二战后，作为一种具有丰富的孔隙结构，较高的比表面积、较强的吸附性能和较高的耐磨强度的炭质吸附材料，活性炭开始广泛应用于几乎所有的现代工业部门。目前我国的军用活性炭以及大部分工业用活性炭还是以煤质活性炭为主，但由于国家没有原材料基地的保护条例，矿井和煤层难以固定，难以保证不同批次之间原料煤的一致性，多年来成为制约我国高端用活性炭以及军用活性炭生产的一大问题；此外，由于煤资源为不可再生资源，煤质活性炭生产将会面临日益枯竭的严峻问题，所以寻求一种其它可再生的原料作为活性炭生产的基材，并以此制备出具有较高比表面积的活性炭，以应用于军用防护领域及其它民用工业领域，具有重大的现实意义和经济效益。
发明内容
本发明旨在公开一种高比表面积竹炭的制备方法，可用于水处理、废气治理、催化剂载体以及军用防护等领域。
本发明的高比表面竹炭的制备方法步骤如下：
1)将干燥后的竹片于550～700℃下炭化20～45min，得到一次炭化产物；
2)将步骤1中所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7∶3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；
3)将步骤2中的成型条于400～500℃下进行二次炭化30～60min，得到二次炭化料；
4)将步骤3中的二次炭化料于800～900℃进行水蒸气活化120～360min，得到竹炭产物；
黏结剂为竹焦油、煤焦油、酚醛树脂中的一种以上。
本发明竹炭堆积重350～500g/1、强度90～100％、碘吸附值950～1200mg/g、B.E.T比表面积1000～1700m2/g。
本发明的有益效果：该竹炭具备较高的比表面积、碘吸附值和强度，可广泛应用于水处理、废气治理、催化剂载体以及军用防护等领域。
具体实施方式
实例1 利用竹片生产军用防护活性炭
1、将1000g竹片样品于600℃下炭化30min，得到一次炭化产物；
2、将一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与200g的竹焦油进行充分搅拌，混合均匀，并挤压成Φ4mm的型条；
3、将成型条于400℃下炭化40min，得到二次炭化产物；
4、将二次炭化产物于900℃下水蒸气活化180min，得到活化产物，即竹炭产品。
实例2 利用竹片生产军用防护活性炭
1、同实例1的步骤1；
2、将一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与200g的煤焦油进行充分搅拌，混合均匀，并挤压成Φ4mm的型条；
3、同实例1的步骤3；
4、将二次炭化产物于900℃下水蒸气活化240min，得到竹炭产品。
实例3 利用竹片生产军用防护活性炭
1、将1000g竹片样品于700℃下炭化20min，得到一次炭化产物；
2、同实例1的步骤2；
3、将成型条于500℃下炭化30min，得到二次炭化产物；
4、将二次炭化产物于850℃下水蒸气活化240min，得到竹炭产品。
实例4 利用竹片生产军用防护活性炭
1、同实例1的步骤1；
2、同实例2的步骤2；
3、同实例3的步骤3；
4、将二次炭化产物于850℃下水蒸气活化300min，得到竹炭产品。
实例5 利用竹片生产军用防护活性炭
1、同实例1的步骤1；
2、同实例2的步骤2；
3、同实例1的步骤3；
4、将二次炭化产物于850℃下水蒸气活化360min，得到竹炭产品。
实例6 利用竹片生产军用防护活性炭
1、同实例1的步骤1；
2、同实例2的步骤2；
3、同实例1的步骤3；
4、将二次炭化产物于900℃下水蒸气活化300min，得到竹炭产品。
实例7 利用竹片生产军用防护活性炭
1、同实例3的步骤1；
2、同实例2的步骤2；
3、同实例3的步骤3；
4、将二次炭化产物于850℃下水蒸气活化360min，得到竹炭产品。
军用防护活性炭要求具备较高的比表面积、耐磨强度、碘吸附值、亚甲蓝值、四氯化碳值、水容量等，实例1～实例6所制备系列竹炭产品，其各项性能测试结果见表1。
表1 各竹炭样品性能测试结果
由表1可见，实例4样品的比表面积值最高，达到了1675m2/g，但相应的，其堆积重值偏低，为361g/1；实例3样品其比表面积达到1500m2/g，微孔容积和中孔容积分别为0.6265m1/g和0.1428ml/g，堆积重为402g/1，具备最佳的综合性能，不仅可广泛应用于工业用活性炭生产中，尤其可作为基炭适用于军用防护催化剂的制备。
Claims (2)
1.一种高比表面竹炭的制备方法，其特征是该竹炭的制备方法步骤如下：
1)将干燥后的竹片于550～700℃下炭化20～45min，得到一次炭化产物；
2)将步骤1中所述一次炭化产物研磨成180～200目的粉末，与黏结剂按照重量百分比2～7∶3的配比进行充分搅拌，混合均匀，并挤压为成型条；
3)将步骤2中的成型条于400～500℃下进行二次炭化30～60min，得到二次炭化料；
4)将步骤3中的二次炭化料于800～900℃进行水蒸气活化120～360min，得到竹炭产物；
黏结剂为竹焦油、煤焦油、酚醛树脂中的一种以上。
2.如权利要求1所述的竹炭的制备方法，其特征是该竹炭堆积重350～500g/1、强度90～100％、碘吸附值950～1200mg/g、B.E.T比表面积1000～1700m2/g。
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