CN113559823A - 一种液相快速分散成型活性炭及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供：一种液相快速分散成型活性炭及其制备方法。其主要特点为高吸附性能、低粉尘、液相快速分散特性。本发明采用以下原料制备：高性能粉状活性炭1000份；液相快速分散特性成型剂250～350份；解崩剂10～30份；水1200～2200份；本发明通过各制备原料的配合作用，经过挤出成型或者圆盘造粒机造粒，可制备各种直径的柱状活性炭或者球状活性炭。在维持活性炭的吸附性能的同时能够降低产品的粉尘含量，并且本发明的液相快速分散特性活性炭有良好的液相快速分散特性，颗粒在水中可快速解崩为粉状。可大大减少脱色、净水等领域的粉状活性炭投料过程中产生的粉尘，满足清洁生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及活性炭技术领域，具体涉及一种液相快速分散成型活性炭及其制备方法。
背景技术
活性炭在液相吸附广泛应用在食品脱色、药品精制、饮用水净化等领域，为了在短时间内达到吸附效果，目前一般采用粉末状活性炭。
粉末状活性炭在投料时常常产生大量的粉尘，严重影响了操作环境，对操作工人呼吸道也存在一定程度的损坏。液相快速分散特性颗粒活性炭在常温空气中为颗粒形态，在投料时大大降低了粉尘的产生，并且进入液相中能快速溶解为粉状形态，在保持快速吸附性能的同时，极大改善了操作环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液相快速分散成型活性炭的制备方法，本发明提供的液相快速分散成型活性炭同时具有高吸附、液相快速分散特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种液相快速分散成型活性炭。在本发明中，通过各制备原料的配合作用，能够提高活性炭的吸附性能；同时，由于本发明提供的活性炭含有解崩剂，实现液相快速分散特性造粒的技术效果。实施例结果表明，本发明提供的液相快速分散成型活性炭的亚甲基蓝吸附量大于23ml/g其溶解时间<5min。
具体实施方式
本发明提供了一种液相快速分散特性造粒成型活性炭，按重量份数计，包括以下制备原料：
高性能粉状活性炭1000份、液相快速分散特性成型剂250～350份、解崩剂10～30份、水1200份～2200份；
所所述液相快速分散成型活性炭产品为直径2～10mm的圆柱体。
按重量份数计，本发明提供的液相快速分散成型活性炭包括高性能粉状活性炭1000份。在本发明中，所述高性能粉状活性炭的亚甲基蓝吸附值优选＞20ml/g，粒径优选≤75μm。在本发明中，所述高性能粉状活性炭的制备方法优选参见专利CN1528510A中实施例一或二的方案。在本发明中，所述高性能粉状活性炭能够提高最终成型活性炭的亚甲基蓝吸附值。
以所述高性能粉状活性炭的质量份数为基准，本发明提供的液相快速分散成型活性炭包括成型剂250～350份，优选为300份。在本发明中，所述成型剂优选包括聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚丙烯酸盐或聚甲基丙烯酸盐。在本发明中，所述成型剂用于粘结高性能粉状活性炭，使其在常温空气中表现为颗粒状态。
以所述高性能粉状活性炭的质量份数为基准，本发明提供的液相快速分散成型活性炭包括解崩剂10～30份，优选为20％。在本发明中，所述解崩剂优选包括交联羧甲基纤维素钠、交联聚维酮、淀粉及其衍生物。在本发明中，所述解崩剂能够使成型活性炭在水中快速崩解，提高颗粒活性炭在水中的分散性。
以所述高性能粉状活性炭的质量份数为基准，本发明提供的液相快速分散成型活性炭包括水1200份～2200份，优选为1500份。
在本发明中，所述液相快速分散成型活性炭的形状优选为圆柱行，所述液相快速分散成型活性炭的直径为2～10mm，高度为3～20mm。
本发明还提供了上述技术方案所述液相快速分散成型活性炭的制备方法，包括以下步骤：
将高性能粉状活性炭、成型剂、解崩剂和水进行混练，得到湿料；
将所述湿料置于模具中，挤出成型并进行切粒、烘干、筛选后，得到所述液相快速分散成型活性炭；
本发明将高性能粉状活性炭、成型剂、解崩剂和水进行混练，得到湿料。在本发明中，所述混练优选在练泥机中进行，所述混练的温度优选为20～40℃，时间优选为30min。本发明通过混练使高性能粉状活性炭充分和成型剂、解崩剂混合。
得到湿料后，本发明将所述湿料置于模具中，挤出成型，得到圆柱状坯体。在本发明中，所述模具的材质优选为不锈钢。在本发明中，所述模具的结构和尺寸以得到符合要求的液相快速分散成型活性炭为准。在本发明中，所述挤出成型优选在高压真空螺杆挤出机中进行，所述挤出成型的挤出速度优选30cm/min。
得到坯体后，本发明将所述坯体进行切粒、烘干，得到液相快速分散特性造粒。在本发明中，所述烘干的温度优选为100～200℃，更优选为150～180℃；所述烘干的时间优选为1～5h，更优选为2～3h。本发明烘干的温度和时间在上述范围能够使成型剂固化成型。
本发明在所述烘干前，优选将所得坯体进行切割，通过切割得到符合尺寸要求的液相快速分散成型活性炭。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将1000g高性能粉状活性炭(亚甲基蓝吸附值23ml/g,粒径为75μm)、300g液相快速分散特性成型剂聚乙烯醇、20g解崩剂交联羧甲基纤维素钠和1500g水置于练泥机中，在30℃条件下进行混练2h，得到浆料；
将所述浆料置于多孔不锈钢模具中(孔径2.5mm)，在高压真空螺杆挤出机中挤出成型，挤出速度为30cm/min，得到坯体；
将所述坯体在螺杆挤出机出口切割成所需尺寸的活性炭，在150℃条件下烘干2h，得到所述的液相快速分散特性造粒成型活性炭；
所述液相快速分散成型活性炭为圆柱体，直径为2.5mm，高度为8mm；
本实施例提供的液相快速分散特性造粒成型活性炭的亚甲基蓝吸附值为22.5ml/g，颗粒强度为70％，水中解崩时间为46秒。
实施例2
将1000g高性能粉状活性炭(CTC 125％,粒径为75μm)、250g成型剂聚乙烯醇、10g解崩剂交联羧甲基纤维素钠和1500g水置于练泥机中，在30℃条件下进行混练2小时，得到浆料；
将所述浆料置于多孔不锈钢模具中(孔径2.5mm)，在高压真空螺杆挤出机中挤出成型，挤出速度为30cm/min，得到坯体；
将所述坯体在螺杆挤出机出口切割成所需尺寸的活性炭，在150℃条件下烘干2h，得到所述的液相快速分散特性造粒成型活性炭；
所述液相快速分散成型活性炭为圆柱体，直径为2.5mm，高度为8mm；
本实施例提供的液相快速分散特性造粒成型活性炭的亚甲基蓝吸附值为22.8ml/g，颗粒强度为56％，水中解崩时间为39秒。
实施例3
将高性能粉状活性炭(CTC 125％,粒径为75μm)、350g成型剂聚乙烯醇、30g解崩剂交联羧甲基纤维素钠和1500g水置于练泥机中，在30℃条件下进行混练2小时，得到浆料；
将所述浆料置于多孔不锈钢模具中，在高压真空螺杆挤出机中挤出成型，挤出速度为30cm/min，得到坯体；
将所述浆料置于多孔不锈钢模具中(孔径2.5mm)，在高压真空螺杆挤出机中挤出成型，挤出速度为30cm/min，得到坯体；
将所述坯体在螺杆挤出机出口切割成所需尺寸的活性炭，在150℃条件下烘干2h，得到所述的液相快速分散特性造粒成型活性炭；
所述液相快速分散成型活性炭为圆柱体，直径为2.5mm，高度为8mm；
本实施例提供的液相快速分散特性造粒成型活性炭的亚甲基蓝吸附值为22.3ml/g，颗粒强度为74％，水中解崩时间为59秒。
Claims (9)
1.一种液相快速分散特性活性炭产品，按重量份数计，包括以下制备原料：
高性能粉状活性炭1000份、液相快速分散特性成型剂250～350份、解崩剂10～30份、水1200～2200份；
所述液相快速分散特性活性炭产品为直径2～10mm的圆柱体或者球体。
2.根据权利要求1所述的液相快速分散特性活性炭，其特征在于，所述液相快速分散特性活性炭的形状为圆柱体或球体。
3.根据权利要求1所述的液相快速分散特性活性炭，其特征在于，所述低液相快速分散特性活性炭的直径为2～10mm。
4.根据权利要求1所述的液相快速分散特性活性炭，其特征在于，所述高性能粉状活性炭的亚甲基蓝吸附值＞23ml/g，粒径≤75μm。
5.根据权利要求1所述的液相快速分散特性活性炭，其特征在于，所述液相快速分散特成型剂包括聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚丙烯酸盐或聚甲基丙烯酸盐。
6.根据权利要求1所述的液相快速分散特性活性炭，其特征在于，所述解崩剂包括交联羧甲基纤维素钠、交联聚维酮、淀粉及其衍生物。
7.权利要求1～6任一项所述液相快速分散特性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
将高性能粉状活性炭、液相快速分散特性成型剂、解崩剂和水进行混练，得到浆料；
将所述浆料置于模具中，挤出成型，或者置于球盘造粒机中造粒，得到颗粒状坯体；
将所述颗粒状坯体进行干燥，得到液相快速分散特性活性炭；
所述液相快速分散特性活性炭为直径2～10mm的柱体或球体。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为100～250℃，所述干燥的时间为1～5h。
9.权利要求1～7任一项所述液相快速分散特性活性炭或权利要求8所述制备方法制备得到的液相快速分散特性活性炭在脱色、净水等领域应用。
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