CN107686112A - 高机械强度的活性炭制备方法 - Google Patents

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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above

Abstract

本发明公开了高机械强度的活性炭制备方法，包括将固化后的球形磺化树脂与硬质果壳粉末混合得到混合炭料，将混合炭料浸泡在活化剂中；浸泡后的混合炭料加入进炭化炉内，在500‑600℃的炭化温度下进行2‑3小时的初步炭化；在进行初步炭化后的混合炭料内加入复合活性剂，并将炭化炉内的温度升高至700‑1000℃进行炭化获得球状活性炭，向炭化炉内通入氮气继续冷却至100℃以下后进行球状活性炭的出料，对球形活性炭进行水洗、干燥后获得成品活性炭。本发明以球形树脂及硬质果壳粉末作为原料，制备出了球形活性炭，球形活性炭机械强度高。

Description

高机械强度的活性炭制备方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭制备方法，具体涉及高机械强度的活性炭制备方法。
背景技术
活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积(500-3000㎡/g)，吸附性能良好，对气体、溶液中的有机或无机物质以及胶体颗粒等有很强的吸附能力，具有足够的化学稳定性、机械强度，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水和有机溶剂，使用失效后容易再生等良好性能，在食品工业、制糖、医药、化工、环保、国防、农业、燃料气存储、气体分离、催化反应等众多领域具有广泛的用途。
制备活性炭的原料主要有木材、焦炭、石油焦、各种果壳、纸浆废液、植物秸秆、合成纤维、废旧塑料等。由于木材、焦炭、石油焦的不可再生性，因此现在越来越注重采用各种果壳、纸浆废液、植物秸秆、合成纤维、废旧塑料等来制备活性炭，在目前的果壳制备活性炭过程中，由于制备流程存在的固有缺陷，使得制备的活性炭灰分大、能耗大且强度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是果壳活性炭强度低的问题，目的在于提供高机械强度的活性炭制备方法，解决果壳活性炭强度的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
高机械强度的活性炭制备方法，包括以下步骤：
S1、在密封反应器中将球形树脂与二氯乙烷以1∶1-2的重量比例混合，搅拌加热至60-80℃后加入2-10倍球形树脂与二氯乙烷重量和的浓硫酸，继续加热至温度150-200℃进行磺化，磺化120-420min后自然冷却，沥出酸液，得到球形磺化树脂；将上述球形磺化树脂进行固化，获得固化后的球形磺化树脂；
S2、将步骤S1中获得的固化后的球形磺化树脂与硬质果壳粉末混合得到混合炭料，所述球形磺化树脂与硬质果壳粉末的重量比为：1:6-8；
S3、将步骤S2中获得的混合炭料浸泡在活化剂中，浸泡1-2小时；
S4、将步骤S3中浸泡后的混合炭料加入进炭化炉内，在500-600℃的炭化温度下进行2-3 小时的初步炭化；
S5、在步骤S4进行初步炭化后的混合炭料内加入复合活性剂，并将炭化炉内的温度升高至700-1000℃进行炭化获得球状活性炭，所述炭化时间为3-5小时；
S6、步骤S5中在700-1000℃下炭化结束后，向炭化炉内通入氮气继续冷却至100℃以下后进行球状活性炭的出料，对球形活性炭进行水洗、干燥后获得成品活性炭。
球状活性炭具有表面光滑、吸附容量大、吸脱附速率快、填充密度均匀、阻力小、强度高等优异性能，本发明以球形树脂及硬质果壳粉末作为原料，制备出了球形活性炭，球形活性炭机械强度高；本发明将果壳活性炭制备成球形活性炭，增强了果壳活性炭的机械强度；
本发明在对混合炭料进行炭化时，分段炭化，碳化强度高，炭化效率高。
步骤S4中初步炭化温度为500-550℃。
步骤S5中的碳化温度为800-90℃。
步骤2中所述硬质果壳粉末为棕榈壳粉末。
步骤S2中混合炭料内还加入有碳酸钙粉末。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明高机械强度的活性炭制备方法以球形树脂及硬质果壳粉末作为原料，制备出了球形活性炭，球形活性炭机械强度高；
2、本发明高机械强度的活性炭制备方法将果壳活性炭制备成球形活性炭，增强了果壳活性炭的机械强度；
3、本发明高机械强度的活性炭制备方法制备出的成品活性炭既具有果壳活性炭的优点又具有树脂球形活性炭的优点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
本发明高机械强度的活性炭制备方法，包括以下步骤：S1、在密封反应器中将球形树脂与二氯乙烷以1∶1-2的重量比例混合，搅拌加热至60-80℃后加入2-10倍球形树脂与二氯乙烷重量和的浓硫酸，继续加热至温度150-200℃进行磺化，磺化120-420min后自然冷却，沥出酸液，得到球形磺化树脂；将上述球形磺化树脂进行固化，获得固化后的球形磺化树脂；
S2、将步骤S1中获得的固化后的球形磺化树脂与硬质果壳粉末混合得到混合炭料，所述球形磺化树脂与硬质果壳粉末的重量比为：1:6-8；
S3、将步骤S2中获得的混合炭料浸泡在活化剂中，浸泡1-2小时；
S4、将步骤S3中浸泡后的混合炭料加入进炭化炉内，在500-600℃的炭化温度下进行2-3 小时的初步炭化；
S5、在步骤S4进行初步炭化后的混合炭料内加入复合活性剂，并将炭化炉内的温度升高至700-1000℃进行炭化获得球状活性炭，所述炭化时间为3-5小时；
S6、步骤S5中在700-1000℃下炭化结束后，向炭化炉内通入氮气继续冷却至100℃以下后进行球状活性炭的出料，对球形活性炭进行水洗、干燥后获得成品活性炭。步骤S4中初步炭化温度为500-550℃。
步骤S5中的碳化温度为800-90℃。
步骤2中所述硬质果壳粉末为棕榈壳粉末。
步骤S2中混合炭料内还加入有碳酸钙粉末。碳酸钙高温煅烧后分解产生二氧化碳，会增加成品活性炭的孔隙性，从而提高其吸附性。
球状活性炭具有表面光滑、吸附容量大、吸脱附速率快、填充密度均匀、阻力小、强度高等优异性能，本发明以球形树脂及硬质果壳粉末作为原料，制备出了球形活性炭，球形活性炭机械强度高；本发明将果壳活性炭制备成球形活性炭，增强了果壳活性炭的机械强度；
本发明在对混合炭料进行炭化时，分段炭化，碳化强度高，炭化效率高。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.高机械强度的活性炭制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在密封反应器中将球形树脂与二氯乙烷以1∶1-2的重量比例混合，搅拌加热至60-80℃后加入2-10倍球形树脂与二氯乙烷重量和的浓硫酸，继续加热至温度150-200℃进行磺化，磺化120-420min后自然冷却，沥出酸液，得到球形磺化树脂；将上述球形磺化树脂进行固化，获得固化后的球形磺化树脂；
S2、将步骤S1中获得的固化后的球形磺化树脂与硬质果壳粉末混合得到混合炭料，所述球形磺化树脂与硬质果壳粉末的重量比为：1:6-8；
S3、将步骤S2中获得的混合炭料浸泡在活化剂中，浸泡1-2小时；
S4、将步骤S3中浸泡后的混合炭料加入进炭化炉内，在500-600℃的炭化温度下进行2-3小时的初步炭化；
S5、在步骤S4进行初步炭化后的混合炭料内加入复合活性剂，并将炭化炉内的温度升高至700-1000℃进行炭化获得球状活性炭，所述炭化时间为3-5小时；
S6、步骤S5中在700-1000℃下炭化结束后，向炭化炉内通入氮气继续冷却至100℃以下后进行球状活性炭的出料，对球形活性炭进行水洗、干燥后获得成品活性炭。
2.根据权利要求1所述的高机械强度的活性炭制备方法，其特征在于，步骤S4中初步炭化温度为500-550℃。
3.根据权利要求1或2所述的高机械强度的活性炭制备方法，其特征在于，步骤S5中的碳化温度为800-90℃。
4.根据权利要求1所述的高机械强度的活性炭制备方法，其特征在于，步骤2中所述硬质果壳粉末为棕榈壳粉末。
5.根据权利要求1所述的高机械强度的活性炭制备方法，其特征在于，步骤S2中混合炭料内还加入有碳酸钙粉末。
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