DE10213016A1 - Mechanisch stabiler, poröser Aktivkohleformkörper, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

Mechanisch stabiler, poröser Aktivkohleformkörper, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörper mit einer ersten dreidimensionalen Gerüststruktur auf Basis von karbonisiertem Harz, einer zweiten dreidimensionalen anorganischen Gerüststruktur, die Keramikmaterial und/oder gebranntes Feuerfestmaterial sowie Bindemittel umfaßt, Aktivkohlepartikeln, wobei die die erste und zweite Gerüststruktur sich zumindest teilweise gegenseitig durchdringen und die Aktivkohlepartikel an den Gerüsttrukturen fixiert sind. Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aktivkohleformkörpers sowie dessen Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörper, ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie dessen Verwendung.
  • Die US 4,518,704 offenbart einen porösen, gebrannten und aktivierten Aktivkohleformkörper mit einer Wabenstruktur aus Aktivkohle und einem Trägermaterial aus Ton. Zur Herstellung des Formkörpers wird eine Mischung aus Aktivkohlegranulat mit Ton gemischt, die Mischung in einen Formkörper mit Wabenstruktur extrudiert, der so gebildete Formkörper getrocknet und schließlich in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre gebrannt.
  • Aus der US 5,488,021 ist ein Formkörper mit Wabenstruktur bekannt, der Aktivkohlepartikel, Attapulgit-Ton und ein organisches Bindemittel umfaßt.
  • Die EP 0 645 346 A1 offenbart einen Aktivkohleformkörper, bei dem die Aktivkohle über ein Phenolharz-Bindemittel zusammengehalten wird. Dabei wird zunächst eine wässrige Mischung aus Aktivkohle und Phenolharz gebildet, ein organisches Bindemittel zugesetzt, die Mischung in einen Formkörper mit Wabenstruktur extrudiert und nachfolgend getrocknet.
  • Die WO 00/69555 offenbart einen adsorptiven Monolithen mit Wabenstruktur, der aus Aktivkohle, einem Keramik-bildenden Material, Flußmittel und Wasser hergestellt wird.
  • Die US 6,171,373 B1 offenbart ebenfalls einen adsorptiven Monolithen, der Aktivkohle und Keramik-bildendes Material umfaßt.
  • Aktivkohle hat die Eigenschaft, sehr brüchig zu sein und zu starkem Abrieb zu neigen. Darüber hinaus geht Aktivkohle äußerst nachteilig nur eine schwache Bindung mit keramischen Gerüsten ein. Aus diesem Grund ist der Aktivkohleanteil in den vorbekannten Aktivkohleformkörpern mit einem aus Keramik und Aktivkohle im Hinblick auf die mechanische Festigkeit des Aktivkohleformkörpers beschränkt. Die so hergestellten Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur weisen einen starken Abrieb auf. Die mechanische Stabilität solcher Aktivkohleformkörper hängt vollständig von der Stabilität des keramischen Gerüstes ab. Die Verwendbarkeit solcher Aktivkohleformkörper, insbesondere in Filtersystemen, ist sehr eingeschränkt.
  • Da Phenolharz die Eigenschaft hat, die Poren der Aktivkohlepartikel zu verschließen, muß bei der Herstellung eines Aktivkohleformkörpers aus Aktivkohle und Phenolharz darauf geachtet werden, daß der Anteil an Phenolharz im Verhältnis zur Menge an Aktivkohle gering ist, um sicher zu stellen, daß nur ein kleiner Teil der Poren der Aktivkohle verschlossen wird.
  • Nachteilig ist dabei, daß die mechanische Beständigkeit von Aktivkohleformkörpern mit einem niedrigen Phenolharzanteil sehr gering ist. Bei einer Erhöhung des Anteils an Phenolharz werden die Poren der Aktivkohlepartikel verschlossen und die Adsorptionsleistung eines solchen Aktivkohleformkörpers ist folglich sehr gering.
  • Bislang bekannte Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur weisen entweder eine geringe mechanische Stabilität bei einer erhöhten Sorptionsleistung oder eine erhöhte mechanische Stabilität mit einer verringerten Sorptionsleistung auf.
  • Solche Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur werden unter anderem in Kraftfahrzeugen in Filtrationssystemen zur Luftfiltration in der Fahrgastzelle eingesetzt. Aufgrund der immer komplexer werdenden Kraftfahrzeuge steht für solche Luftfiltrationssysteme im Kraftfahrzeug immer weniger Platz zur Verfügung. Insofern ist erforderlich, daß derartige Aktivkohleformkörper mit Wabenstruktur aufgrund eines geringeren Platzangebots eine erhöhte mechanische Stabilität bei gleichzeitig hoher Sorptionsleistung aufweisen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aktivkohleformkörper bereitzustellen, der eine hohe mechanische Beständigkeit aufweist und ein hohes Sorptionsvermögen aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, daß Sorptionsvermögen von Aktivkohleformkörpern gegenüber den bislang bekannten Aktivkohlesystemen bei gleicher oder verbesserter mechanischer Beständigkeit zu erhöhen, um so insgesamt das Volumen von Filtersystemen verringern zu können.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Bereitstellung eines mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers gelöst, wobei der Aktivkohleformkörper eine erste dreidimensionale Gerüststruktur auf Basis von karbonisiertem Harz, eine zweite dreidimensionale anorganische Gerüststruktur, die Keramikmaterial und/oder gebranntes Feuerfestmaterial sowie Bindemittel umfaßt, und Aktivkohlepartikel aufweist, wobei die erste und zweite Gerüststruktur sich zumindest teilweise gegenseitig durchdringen und die Aktivkohlepartikel fixiert sind.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 angegeben.
  • Bevorzugt ist, daß die erste und zweite Gerüststruktur sich im wesentlichen vollständig gegenseitig durchdringen. Weiterhin ist bevorzugt, daß die Aktivkohlepartikel im wesentlichen an der ersten Gerüststruktur fixiert sind.
  • Erfindungsgemäß wird folglich eine monolithische Struktur bereitgestellt, in der Aktivkohle bzw. Aktivkohlepartikel in einer Anordnung aus zwei Gerüststrukturen eingebunden sind. Das erste Gerüst entsteht durch Karbonisierung von Harzmaterial und das zweite Gerüst ist ein keramisches Gerüst, das verbundenes Keramikmaterial und/oder einem Feuerfestmaterial umfaßt.
  • Die aus der Karbonisierung von Harz entstehende erste dreidimensionale Gerüststruktur bindet bevorzugt die Aktivkohle bzw. Aktivkohlepartikel. Die Aktivkohle bzw. die Aktivkohlepartikel werden in das bei der Karbonisierung des Harzes entstehende poröse Kohlenstoff-Gerüst teilweise eingebettet bzw. daran fixiert, so daß eine abriebfeste, mechanisch stabile Struktur mit sehr gutem Sorptionsvermögen entsteht. Ein durch Karbonisierung aus Harz entstehender poröser Kohlenstoff wird auch als glasartiger Kohlenstoff oder Glaskohlenstoff bzw. im Englischen als glass-like carbon bezeichnet.
  • Äußerst vorteilhaft bindet die durch die Karbonisierung von Harz entstehende erste dreidimensionale Gerüststruktur, d. h. die poröse Kohlenstoffstruktur, zuverlässig die Aktivkohlepartikel. Die zweite dreidimensionale Gerüststruktur aus Keramikmaterial und/oder gebranntem feuerfesten Material sowie Bindemittel ist äußerst stabil und weist hervorragende Schlagzähigkeitseigenschaften auf.
  • Die beiden Gerüststrukturen liegen mithin nebeneinander vor und durchdringen sich vorzugsweise vollständig gegenseitig. Die hohe Stabilität des erfindungsgemäßen porösen Aktivkohleformkörpers ist auf die dreidimensionale Verzahnung der beiden Gerüste ineinander und miteinander zurückzuführen.
  • Vorzugsweise wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers ein Harz mit aromatischen Kernen verwendet. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Harzen mit aromatischen Kernen bei der Pyrolyse eine für die vorliegenden Zwecke besonders geeignete poröse Kohlenstoffstruktur entsteht. Diese Kohlenstoffstruktur fixiert zum einen zuverlässig die Aktivkohlepartikel und ermöglicht aufgrund der porösen Struktur einen Zugang von zu adsorbierenden Stoffen zu den Aktivkohlepartikeln. Darüber hinaus scheint die derart hergestellte Kohlenstoffstruktur selbst über ein gewisses Sorptionsvermögen zu verfügen.
  • Bevorzugt ist, daß die erste Gerüststruktur im wesentlichen aus karbonisiertem synthetischem Harz, vorzugsweise Phenolharz, Furanharz, Epoxidharz, ungesättigtem Polyesterharz oder Mischungen davon hergestellt ist.
  • Äußerst bevorzugt werden Phenolharze, beispielsweise Novolak, verwendet.
  • Es hat sich herausgestellt, daß eine hervorragende Einbettung bzw. Fixierung von Aktivkohlepartikeln in die durch Karbonisierung von, bevorzugt synthetischem, Harz entstehende erste dreidimensionale Gerüststruktur erfolgt, wobei der aus den beiden Gerüststrukturen entstehende erfindungsgemäße poröse Aktivkohleformkörper über eine insgesamt hervorragende mechanische Stabilität bei gleichzeitig deutlich verbessertem Sorptionsvermögen verfügt, wenn das Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle vor der Karbonisierung bei etwa 1 : 1 bis etwa 6 : 1, bevorzugt bei etwa 2 : 1 bis etwa 4 : 1, liegt. Ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis erhält man bei einem Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle von 3 : 1.
  • Allgemein hat sich gezeigt, daß die Menge an Harz bei der Herstellung des erfindungsgemäßen, mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers gegenüber der Menge an Aktivkohle bzw. Aktivkohlepartikeln so groß gewählt werden muß, daß die Aktivkohlepartikel in der durch die Karbonisierung des, bevorzugt synthetischen, Harzes entstehenden ersten dreidimensionalen Kohlenstoff-Gerüststruktur zuverlässig eingebettet werden.
  • Weiterhin ist bevorzugt, daß die zweite Gerüststruktur neben Keramikmaterial und gebranntem feuerfesten Material ein Silikat-Bindemittel enthält.
  • Die Verwendung von Keramik und/oder gebranntem Feuerfestmaterial anstelle des im Stand der Technik üblicherweise verwendeten Tones führt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers zu einer Reduzierung des Wassergehaltes in dem gesamten Ansatz und damit zu einer Verringerung des Trocknungschrumpfes. Bevorzugt wird als Keramikmaterial und/oder gebranntem Feuerfest Material Schamotte verwendet.
  • Weiterhin ist bevorzugt, daß die zweite Gerüststruktur als weiteren Bestandteil ein Flußmittel enthält, das zu einer Absenkung der Sintertemperatur der refrakteren Bestandteile der anorganischen Gerüststruktur führt.
  • Vorzugsweise wird als Flußmittel Na2O in einer Menge bis zu etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,3 bis etwa 1 Gew.-%, äußerst bevorzugt, in einer Menge von 0,5 bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Keramikmaterials und/oder gebrannten Feuerfestmaterials, verwendet.
  • Der Zusatz von Na2O führt insbesondere bei der Verwendung von kolloidalem Kieselsol oder Wasserglas in Verbindung mit Schamotte wirksam zu einer Verringerung der Sintertemperatur für das Silikatgitter sowie zu einer Erhöhung der Festigkeit des keramischen Gerüstes. Bei einer Erhöhung des Anteils von Na2O auf mehr als etwa 1 Gew.-% kann sich die Festigkeit des keramischen Gerüstes wieder verschlechtern.
  • Bevorzugt ist, wenn das Gewichtsverhältnis von Keramikmaterial und/oder Feuerfestmaterial zu dem Bindemittel in einem Bereich von etwa 2 : 1 zu 1 : 2 liegt. Bei Verwendung von Schamotte als Keramikmaterial und Kieselsol als Bindemittel hat sich gezeigt, daß das Verhältnis der Gewichtsanteile von Schamotte zu Kieselsol wenigstens 2 : 1 betragen sollte. Ein hervorragendes Ergebnis erhält man bei einem Gewichtsverhältnis von Schamotte zu Kieselsol von 1 : 1. Im Hinblick auf die Festigkeit des gesinterten oder gebrannten zweiten dreidimensionalen Gerüstes sollte der SiO2-Gehalt des Kieselsols wenigstens 30% betragen.
  • Weiterhin ist bevorzugt, daß der erfindungsgemäße poröse Aktivkohleformkörper in der ersten und/oder zweiten Gerüststruktur Stabilisierungsfasern, vorzugsweise Glasfasern und/oder Karbonfasern, enthält.
  • Besonders bevorzugt ist, daß der Aktivkohleformkörper eine Wabenstruktur hat. Derartige Wabenstrukturen, beispielsweise in der Form von Bienenwaben, haben sich als äußerst zweckmäßig bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers in Filtersystemen erwiesen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Filtersystem gelöst, das einen Aktivkohleformkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung eines mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers gelöst, daß die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    • a) Mischen von Aktivkohlepartikeln, Harz und Bindemittel mit Keramikmaterial und/oder gebranntem Feuerfestmaterial unter Zugabe einer Flüssigphase zur Bereitstellung einer extrudierbaren Masse,
    • b) Extrudieren der in Schritt (a) erhaltenen Masse zu einem monolithischen Formkörper,
    • c) Trocknen des in Schritt (b) extrudierten Formkörpers,
    • d) Erwärmen des in Schritt (c) getrockneten Formkörpers auf eine Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des Harzes liegt, und Halten bei dieser Temperatur für einen Zeitraum,
    • e) Pyrolysieren des nach Schritt (d) erhaltenen Produktes,
    • f) Sintern des nach Schritt (e) erhaltenen Pyrolyseproduktes.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 16 bis 38 angegeben.
  • Als Flüssigphase wird im Schritt (a) bevorzugt Wasser zugegeben. Über die Menge an zugegebenem Wasser wird die Viskosität der Mischung eingestellt. Die Viskosität wird geeignet eingestellt, so daß ein Extrudieren der Mischung bzw. Masse zu einem monolithischen Formkörper durchgeführt werden kann.
  • Bei Schritt (a) können selbstverständlich weitere Hilfsmittel zugesetzt werden. Bspw. kann der Mischung Wachs zugesetzt werden, um eine gute Gleitflähigkeit der einzelnen Partikel zueinander zu bewirken, d. h. um die sogenannte innere Gleitfähigkeit zu verbessern. Eine verbesserte innere Gleitfähigkeit unterstützt eine homogene Verteilung der einzelnen Bestandteile während der Extrusion der Masse im Mundstück des Extruders. Des weiteren können äußerst vorteilhaft durch Erhöhung der inneren Gleitfähigkeit lokale Staueffekte in einzelnen Kanälen des Mundstückes beim Extrudieren vermieden werden.
  • Auch kann Tensid oder Seife im Schritt (a) zu der Masse zugesetzt werden, um das Gleiten der Masse im Extruder bzw. am Werkzeug zu verbessern. Eine vergleichbare Wirkung ist erzielbar, wenn 10-50 Gew.-% des Tensid- bzw. Seifenanteils durch Graphitpulver ersetzt werden.
  • Zur Verbesserung der Festigkeit des nach der Extrusion erhaltenen Grünkörpers ist es bevorzugt, Flüssigstärke im Schritt (a) zuzusetzen. Nach Trocknung des extrudierten monolithischen Formkörpers erzeugt die zugesetzte Stärke ein stabiles Gerüst, das die Festigkeit des Grünkörpers erhöht.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des nach der Extrusion erhaltenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Schritt (a) zu der Mischung ein Grünkörper- Bindemittel zugegeben. Vorzugsweise wird als Grünkörper-Bindemittel Celluloseether oder ein Celluloseetherderivat, vorzugsweise Methylhydroxypropylcellulose, zugesetzt. Der Celluloseether bindet in der im Schritt (a) bereitgestellten Mischung das Wasser außerhalb der Aktivkohle und trägt zur Stabilisierung des Grünkörpers bei. Darüber hinaus fördert das Grünkörper- Bindemittel die Homogenisierung der aus Aktivkohle und Keramikmaterial oder Feuerfestmaterial und, bevorzugt synthetischem, Harz bestehenden Mischung, indem es einer aufgrund der unterschiedlichen Dichten zurückzuführenden Trennung der Mischung entgegenwirkt.
  • Als Celluloseether können bspw. Methylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxybutylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und Mischungen davon verwendet werden.
  • Vorzugsweise beträgt die Menge an zugesetztem Grünkörper-Bindemittel, bspw. Celluloseether, bezogen auf die Gesamtmasse nicht mehr als etwa 5 Gew.-%. Anderenfalls besteht die Gefahr, daß beim Sintern des extrudierten monolithischen Formkörpers durch das Herausbrennen des Grünkörper-Bindemittels zu große Defekte in Form von Makroporosität entstehen.
  • Vorzugsweise werden beim Zugeben des Wassers zur Einstellung der Viskosität der in Schritt (a) bereitgestellten extrudierten Masse bis zu 20% des Wassers mit einem Teil des Celluloseethers vermischt zugegeben. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine zu starke Adsorption des Wassers in der bzw. an die Aktivkohle vermieden werden.
  • Nach Extrusion der in Schritt (a) erhaltenen Masse zu einem monolithischen Formkörper wird dieser vorzugsweise auf die gewünschte Länge zugeschnitten und nachfolgend getrocknet. Die Trocknung erfolgt bevorzugt in einem Umluftofen bei etwa 50°C bis etwa 80°C. Selbstverständlich können auch andere Trocknungsverfahren, wie bspw. Mikrowellentechnik, verwendet werden.
  • Es hat sich gezeigt, daß es von Vorteil ist, wenn die Feuchte permanent und schnell abgeführt wird, um ein Reißen des extrudierten Formkörpers während des Trocknungsvorganges zu vermeiden. Vorzugsweise wird der monolithische Formkörper getrocknet, bis der Wassergehalt 2,5 Gew.-% oder weniger beträgt.
  • Im Schritt (d) wird der in Schritt (c) getrocknete Formkörper auf eine Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des, bevorzugt synthetischen, Harzes liegt, zur Bereitstellung eines vorgehärteten Grünkörper erwärmt. Bei diesem Erwärmungsschritt schmilzt das im Schritt (a) zugesetzte, bevorzugt synthetische, Harz und bettet die Aktivkohlepartikel in die entstehende Schmelze ein. Als Harze werden bevorzugt die oben erwähnten Harze mit aromatischen Kernen und synthetischen Harze verwendet. Als sehr geeignet haben sich Phenolharze, Furanharze, Epoxidharze, ungesättigtre Polyesterharze sowie Mischungen davon erwiesen. Besonders bevorzugt werden Novolak-Harze verwendet.
  • Bei dem Erwärmungsschritt (c) tritt beim Schmelzen bzw. in der Schmelze eine Vernetzung und Aushärtung des Harzmaterials ein. Die Endtemperatur bei diesem Erwärmungsschritt liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 80°C bis 180°C in Abhängigkeit von dem verwendeten Harz bzw. der verwendeten Harzmischung. Die Haltezeit bei dieser Endtemperatur liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 60 Minuten bis etwa 180 Minuten.
  • Vorzugsweise wird das, bevorzugt synthetische, Harz im Schritt (a) in Pulverform zugegeben. Dies bewirkt äußerst vorteilhaft, daß die Poren der Aktivkohlepartikel nicht durch das Harz belegt oder verschlossen werden, solange das Harz nicht geschmolzen ist. Um eine ausreichende Einbettung der Aktivkohlepartikel und damit Fixierung der Aktivkohlepartikel in der später durch Karbonisierung des, bevorzugt synthetischen, Harzes entstehenden Kohlenstoff-Gerüststruktur zu bewirken, muß die Menge an Harz im Verhältnis zur verwendeten Aktivkohlemenge ausreichend groß gewählt werden.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei einem Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle im Schritt (a) in einem Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 6 : 1, vorzugsweise etwa 2 : 1 bis etwas 4 : 1, sehr zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden. Sehr gute Ergebnisse werden bei einem Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle im Schritt (a) von etwa 3 : 1 erhalten.
  • Bei der vorzugsweisen Verwendung eines Novolaks als synthetischem Harz hat sich ein Gewichtsverhältnis von Novolak zu Aktivkohle von etwa 3 : 1 als sehr geeignet erwiesen.
  • Während des Schrittes (d), in dem das, bevorzugt synthetische, Harz schmilzt und vernetzt und die Aktivkohlepartikel in das geschmolzene Harz eingebettet werden, stabilisiert das anorganische Gerüst aus Keramikmaterial und/oder gebranntem Feuerfestmaterial sowie Bindemittel die Struktur des extrudierten monolithischen Formkörpers. Ohne Stabilisierung des monolithischen Formkörpers durch die anorganische Gerüststruktur würde im Schritt (d) der monolithische Formkörper instabil werden und sich verformen.
  • Im Pyrolyse-Schritt (e) wird die Temperatur weiter erhöht, bis eine Karbonisierung des vernetzten und ausgehärteten Harzmateriales eintritt. Während der Karbonisierung des vernetzten Harzmateriales bildet sich eine poröse feste Kohlenstoffstruktur aus, die auch als glasartiger Kohlenstoff, Glaskohlenstoff oder glass-like carbon bezeichnet wird. Die Aktivkohlepartikel sind dann in diesem porösen Kohlenstoffgerüst fixiert. Die mit Harzmaterial belegten Poren der Aktivkohle werden durch die Karbonisierung und Ausbildung eines porösen Kohlenstoffgerüstes wieder für Adsorptionszwecke zugänglich. Die Pyrolyse bzw. die Karbonisierung des vernetzten und ausgehärteten Harzes wird bevorzugt bei einer Endtemperatur durchgeführt, die in einem Bereich von etwa 350°C bis etwa 550°C, vorzugsweise bei etwa 450°C, liegt. Die Endtemperatur wird dabei vorzugsweise für einen Zeitraum von etwa 60 Minuten bis etwa 180 Minuten gehalten.
  • Das Ende der Pyrolyse des Harzmateriales kann durch Überwachung der abrauchenden Pyrolyseprodukte kontrolliert werden. Sobald im wesentlichen keine neuen Zersetzungsprodukte mehr entstehen, ist die Pyrolyse bzw. Karbonisierung abgeschlossen.
  • In dem sich an den Pyrolyseschritt (e) anschließenden Sinterschritt (f) wird die Temperatur weiter erhöht, bis ein Sintern der Keramikmaterialien bzw. Feuerfestmaterialien erfolgt. Das Sintern wird bevorzugt bei einer Endtemperatur durchgeführt, die in einem Bereich von etwa 600°C bis etwa 1000°C, vorzugsweise bei etwa 650°C bis 800°C, liegt. Die Endtemperatur wird dabei vorzugsweise für einen Zeitraum von etwa 60 Minuten bis etwa 180 Minuten gehalten. Bei diesem Sinterschritt wird das sich bei der Trocknung bereits gebildete Silikatgerüst durch Anschmelzen der refrakteren Bestandteile zusätzlich verstärkt.
  • Nach erfolgter Sinterung wird der monolithische Formkörper abgekühlt.
  • Während der Pyrolyse bzw. dem Sintern werden natürlich zugesetzte Hilfsmittel, wie bspw. Wachs, Tensid oder Seife, Celluloseether und Stärke ebenfalls karbonisiert bzw. zersetzt.
  • Die Aktivkohle in dem Aktivkohleformkörper kann mittels üblicher Verfahren aktiviert werden. Bspw. kann eine Aktivierung der Aktivkohle bei einer Temperatur von 700 bis 950°C in einer Aktivierungsatmosphäre, die 25 bis 35 Vol.-% Wasserdampf enthält, durchgeführt werden.
  • Die Sorptionseigenschaften des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Aktivkohleformkörpers können selbstverständlich auch über die Eigenschaften der Aktivkohle beeinflußt werden. Wesentliche Parameter sind hierbei die Porengröße, Porengrößenverteilung und die aktive Oberfläche der eingesetzten Aktivkohle sowie die Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung der Aktivkohle. Bei dieser Erfindung sind alle Aktivkohletypen einsetzbar. Es wurde sowohl eine mikroporöse Kokusnusskohle mit mehr als 95% Mikroporenanteil und einer BET- Oberfläche von 1200 m2/g eingesetzt als auch eine mesoporöse Holzkohle mit einem Mesoporenanteil von mehr als 50% und einer BET-Oberfläche von 2000 m2/g. Erstere wird bevorzugt in der Kabinenluftfiltration zur Geruchsbeseitigung eingesetzt und letztere bevorzugt in der Tankentlüftung und der Lösungsmittelrückgewinnung. Wesentlich ist, dass in beiden Fällen die Porenstruktur auch in dem fertigen Formkörper erhalten bleibt.
  • Vorzugsweise wird als synthetisches Harzmaterial ein pulverförmiges Novolak- Material verwendet, dass ein teilweise vernetztes Phenolformaldehydharz ist und einen Schmelzpunkt zwischen etwa 80 und etwa 160°C, insbesondere zwischen etwa 100°C und 140°C, aufweist.
  • Zur weiteren Stabilisierung der Festigkeit des Formkörpers können in die in Schritt (a) hergestellte Mischung Stabilisierungsfasern eingearbeitet werden. Vorzugsweise werden Glasfasern und/oder Karbonfasern zugegeben.
  • Der Anteil an Stabilisierungfasern kann in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in Schritt (a) hergestellten Mischung, zugegeben werden. Der Schmelzpunkt der zugesetzten Fasern sollte hierbei oberhalb der maximal eingestellten Sintertemperatur liegen, damit diese nicht während des Sinterns schmelzen. Sofern der Mischung in Schritt (a) zusätzlich Glasmehl oder Glasfrittenmaterial zugesetzt wird, so ergibt sich zwischen den Glasfasern eine zusätzliche Quervernetzung im Endprodukt. Vorzugsweise werden zur mechanischen Stabilisierung des Endproduktes der in Schritt (a) bereit gestellten Mischung etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an Aktivkohle, an Glasfasern und Glasfritten zugegeben.
  • Bei Verwendung von Karbonfasern kann eine solche Vernetzung über das nach der Karbonisierung entstehende Kohlenstoffgerüst erhalten werden.
  • Vorzugsweise wird zu der in Schritt (a) bereit gestellten Mischung ein Flussmittel zur Absenkung der Sintertemperatur des Keramikmaterials und/oder feuerfesten Materials zugegeben. Vorzugsweise wird Na2O in einer Menge von bis zu etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Keramikmaterials und/oder des Feuerfestmaterials, zugegeben. Äusserst bevorzugt liegt die Menge an zugegebenen Na2O in einem Bereich von etwa 0,5-1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Keramikmaterials und/oder Feuerfestmaterials.
  • Vorzugsweise erfolgen die Pyrolyse in Schritt (e) und das Sintern in Schritt (f) in einer Innertgasatmosphäre, vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Sinterschritt während des Haltens der Endtemperatur zu der Innertgasatmosphäre etwa 0,5 bis etwa 1,5 Vol.-% Sauerstoff zugegeben. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Massnahme die Oberfläche vergrößert und mithin die Adsorptionsleistung des hergestellten Formkörpers erhöht werden kann.
  • Hierbei wird die Adsorptionsleistung des Formkörpers gesteigert, wenn die Menge an zugegebenen Sauerstoff von 0,5 Vol.-% auf 1,5 Vol.-% erhöht wird. Eine weitere Erhöhung des Sauerstoffanteiles in der Inertgasatmosphäre kann zu einer teilweisen oder vollständigen Zerstörung des porösen Kohlenstoffgitters, d. h. der ersten Gerüststruktur, führen.
  • Bevorzugt ist, daß die in Schritt (a) bereitgestellte extrudierbare Masse folgende Zusammensetzung aufweist (Angaben in Gew.-%):
    Harz 10-50%, bevorzugt 11-15%
    Aktivkohle 10-50%, bevorzugt 11-15%
    Schamotte 10-50%, bevorzugt 11-15%
    Glasfasern 1-15%, bevorzugt 1,5-5%
    Kieselsol 5-50%, bevorzugt 10-15%
    Celluloseether 1-50%, bevorzugt 3-4,5%
    Wasser 5-45%, bevorzugt 18-35%
    Plastizierer 0,25-2%, bevorzugt 1-1,5%
    Seife 0,1-1%, bevorzugt 0,5-1,0%
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Die Beispiele dienen ausschließlich der weiteren Erläuterung und sind nicht als Beschränkung zu verstehen.
    • Figuren
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers in Vergrößerung, der die gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten dreidimensionalen Gerüststruktur zeigt.
  • Fig. 2 zeigt die Adsorptionsleistung eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers im Vergleich zu einem aus einem Keramikgerüst mit Aktivkohle bestehenden Filtermaterial aus dem Stand der Technik.
  • Fig. 3 zeigt sieben Adsorptions-Desorptions-Zyklen des erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers.
  • Fig. 4 zeigt die Adsorptionsleistung von zwei verschiedenen erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpern.
  • In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers gezeigt. Die Aktivkohlepartikel 1 sind in die erste dreidimensionale Gerüststruktur auf Basis von karbonisiertem Harz 2 eingebettet, wobei die Oberfläche der Aktivkohlepartikel 1 nicht vollständig, sondern lediglich teilweise von der dreidimensionalen Gerüststruktur aus karbonisiertem Harz 2 eingefaßt ist. Die Oberfläche der Aktivkohlepartikel steht mithin weitgehend für Sorptionszwecke zur Verfügung.
  • Die zweite dreidimensionale anorganische Gerüststruktur ist aus Keramikmaterial und/oder Feuerfestmaterial 3 in einer SiO2-Matrix 4 gebildet. Die SiO2-Matrix 4 wird durch Zugabe eines Silikat-Bindemittels zur Bindung des Keramikmaterials und/oder Feuerfestmaterials 3 bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers gebildet. In der schematischen Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers ist deutlich zu sehen, daß sich die aus Aktivkohle 1 und karbonisiertem Harz 2 bestehende erste dreidimensionale Gerüststruktur und die zweite dreidimensionale anorganische Gerüststruktur aus mit SiO2-Matrix 4 verbundenem Keramikmaterial und/oder gebrannten feuerfesten Material 3 gegenseitig durchdringen bzw. miteinander verzahnt sind.
  • Aufgrund der gegenseitigen dreidimensionalen Durchdringung der beiden Gerüststrukturen und der Fixierung von Aktivkohlepartikeln in der durch Karbonisierung von Harzmaterial entstandenen porösen Kohlenstoffstruktur liegt ein mechanisch äußerst stabiler und poröser Aktivkohleformkörper vor.
  • Fig. 2 zeigt eine Adsorptionskurve für n-Butan eines unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers im Vergleich zu einem Adsorptionsfilter gleicher Geometrie aus dem Stand der Technik, bei dem die Aktivkohle in einem keramischen Gitter enthalten ist. Zur Aufnahme der Messkurve wurden sowohl der erfindungsgemäße Aktivekohleformkörper als auch der Vergleichsfilter mit einer Anströmkonzentration von 80 ppm n-Butanol in Luft und einem Volumenstrom von 40 l/min bei 23°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 10% beaufschlagt.
  • Das Adsorptionsvermögen wurde jeweils bestimmt, indem eine n-Butan Durchbruchmessung durchgeführt wurde. Dabei wurde die durch den erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörper bzw. den Vergleichsfilter gelangende n-Butan-Konzentration in dem austretenden Volumenstrom bestimmt.
  • Der Durchmesser des kreisförmigen monolithischen Aktivkohleformkörpers bzw. des Vergleichsfilters beträgt 32 mm und die Länge 100 mm bei einer Zelligkeit von 200 cpsi (cells per square inch).
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Adsorptionsvermögen eines erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers (durchgehende Linie) deutlich verbessert, verglichen mit einem Adsorptionsfilter, der aus einem mit Aktivkohle versehenen Keramikgerüst (gestrichelte Linie) besteht.
  • Fig. 3 zeigt sieben Adsorptions-Desorptions-Zyklen des erfindungsgemäßen mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers, dessen Messkurve in Fig. 2 gezeigt ist. Bei jedem Zyklus wurde der erfindungsgemäße Aktivkohleformkörper bis zu einem Sättigungsgrad von 95% mit n-Butan beladen und nachfolgend in gleicher Strömungsrichtung mit reiner Luft durchströmt, bis die Konzentration hinter dem Aktivkohleformkörper 16 ppm betrug (Desorption). Bereits nach zwei Adsorptions- Desorption-Zyklen stellt sich ein Gleichgewicht ein, bei dem die Menge an n-Butan, dis in einem Zyklus adsorbiert wird, in dem anschließenden Desorptionszyklus auch wieder desorbiert wird. Dieses Ergebnis verdeutlicht, dass die Eigenschaften der in diesem Beispiel eingesetzten mesoporösen Aktivkohle in dem Filter voll erhalten bleiben. Die mesoporöse Aktivkohle hat die Eigenschaft, dass sie zuvor adsorbiertes n-Butan bei Spülen mit reiner Luft wieder gut desorbiert. Aus diesem Grund wird sie in der Tankentlüftung im Kfz-Bereich oder auch in der Lösungsmittelrückgewinnung eingesetzt. Der in diesem Beispiel dargestellte Filter ist für den Einsatz in der Tankentlüftung als Restemissionsfilter gedacht und muss die Eigenschaften der mesoporösen Aktivkohle besitzen.
  • Fig. 4 zeigt, dass die Adsorptionsleistung des den Messungen von Fig. 2 und 3 zugrundeliegenden Aktivkohleformkörpern deutlich verbessert werden kann, wenn während der Haltezeit bei der Endtemperatur im Sinterschritt im Stickstoff-Schutzgas 0,5% Sauerstoff enthalten ist. Die verbesserte Durchbruchskurve zeigt sich insbesondere am Anfang der Messung durch eine deutlich verbesserte Adsorptionsdynamik.
  • Die gestrichelte Linie zeigt in Fig. 4 das Durchbruchsverhalten eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers gegenüber n-Butan, der auf die unten beschriebene Weise hergestellt wurde. Die durchgehende Linie zeigt die Durchbruchskurve eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers, bei dem während des Sinterns der Stickstoff-Schutzgasatmosphäre 0,5% Sauerstoff zugesetzt wurden.
  • Die Meßbedingungen sind identisch mit den Meßbedingungen, die bei der Messung zur Aufnahme der in Fig. 2 angegebenen Meßkurve verwendet wurden.
  • Die Meßergebnisse zeigen, daß der erfindungsgemäße mechanisch stabile, poröse Aktivkohleformkörper über eine hervorragende Sorptionsleistung verfügt und sich für den Einsatz in Filtersystemen bzw. Adsorptionsfiltersystemen, insbesondere zur Gasreinigung, vorzugsweise zur Reinigung von Luft, sehr eignet.
  • Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aktivkohleformkörpers werden im Verfahrensschritt (a) folgende Bestandteile eingesetzt und gemischt, bis eine homogene Mischung erhalten wurde:
    Komponente Anteil, g
    Aktivkohle 1540
    Novolackpulver 4620
    Schamotte 1540
    Glasfasern 160
    Celluloseether 506
    Kieselsol, 30% Feststoff SiO2 1400
    deionisiertes Wasser 2550
    Ölsäure 250
    Seife 120
  • Aktivkohle: mesoporöse Kohle auf Holzbasis, Mesoporenanteil > 50%, BET- Oberfläche 1800 m2/g
  • Aus der vorstehenden Mischung wurde ein Aktivkohleformkörper extrudiert (Schritt (b)) und zugeschnitten:
    Länge: 100 mm
    Durchmesser: 32 mm
    Zelligkeit: 200 cpsi
  • Der extrudierte Aktivkohleformkörper wurde für eine Stunde im Umluftofen bei 70°C getrocknet (Schritt (c)), für eine Stunde bei 150°C erwärmt (Schritt (d)), nachfolgend für zwei Stunden bei 450°C pyrolysiert (Schritt (e)) und dann für zwei Stunden bei 650°C gesintert (Schritt (f)).
  • Mit diesem so hergestellten Aktivkohleformkörper wurden die Messungen durchgeführt und die in Fig. 2 bis 4 gezeigten Meßkurven erhalten.
  • Bei der Vergleichsmessung in Fig. 4 wurde während der Haltetemperatur im Sinterschritt 0,5% Sauerstoff zur Stickstoffgasatmosphäre zugegeben.

Claims (39)

1. Mechanisch stabiler, poröser Aktivkohleformkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivkohleformkörper
eine erste dreidimensionale Gerüststruktur auf Basis von karbonisiertem Harz,
eine zweite dreidimensionale anorganische Gerüststruktur, die Keramikmaterial und/oder gebranntes Feuerfestmaterial sowie Bindemittel umfaßt, und
Aktivkohlepartikel aufweist,
wobei die erste und zweite Gerüststruktur sich zumindest teilweise gegenseitig durchdringen und die Aktivkohlepartikel fixiert sind.
2. Aktivkohleformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Gerüststruktur sich im wesentlichen vollständig gegenseitig durchdringen.
3. Aktivkohleformkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohlepartikel im wesentlichen an der ersten Gerüststruktur fixiert sind.
4. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gerüststruktur im wesentlichen auf karbonisiertem Harz mit aromatischen Kernen basiert.
5. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gerüststruktur im wesentlichen auf karbonisiertem synthetischem Harz, das vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Phenolharz, Furanharz, Epoxidharz, ungesättigtem Polyesterharz oder Mischungen davon besteht, basiert.
6. Aktivkohleformkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz ein Novolak ist.
7. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle vor der Karbonisierung in einem Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 6 : 1, bevorzugt etwa 2 : 1 bis etwa 4 : 1, liegt.
8. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in der zweiten Gerüststruktur ein Silikat-Bindemittel, vorzugsweise kolloidales Kieselsol und/oder Wasserglas, ist.
9. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial und/oder Feuerfestmaterial eine Schamotte ist.
10. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gerüststruktur als weiteren Bestandteil Flußmittel zur Erniedrigung der Sintertemperatur enthält.
11. Aktivkohleformkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gerüststruktur Flußmittel Na2O in einer Menge bis zu etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,3 bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Keramikmaterials und/oder gebrannten Feuerfestmaterials, enthält.
12. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten und/oder zweiten Gerüststruktur Stabilisierungsfasern, vorzugsweise Glasfasern und/oder Karbonfasern, enthalten sind.
13. Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivkohleformkörper eine Wabenstruktur hat.
14. Filtersystem, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Aktivkohleformkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.
15. Verfahren zur Herstellung eines mechanisch stabilen, porösen Aktivkohleformkörpers, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte
a) Mischen von Aktivkohlepartikeln, Harz und Bindemittel mit Keramikmaterial und/oder gebranntem Feuerfestmaterial unter Zugabe einer Flüssigphase zur Bereitstellung einer extrudierbaren Masse,
b) Extrudieren der in Schritt (a) erhaltenen Masse zu einem monolithischen Formkörper,
c) Trocknen des in Schritt (b) extrudierten Formkörpers,
d) Erwärmen des in Schritt (c) getrockneten Formkörpers auf eine Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des Harzes liegt, und Halten bei dieser Temperatur für einen Zeitraum,
e) Pyrolysieren des nach Schritt (d) erhaltenen Produktes,
f) Sintern des nach Schritt (e) erhaltenen Pyrolyseproduktes.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) als Flüssigphase Wasser zugegeben wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz aromatische Kerne aufweist.
18. Verfahren nach einem Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein synthetisches Harz, das vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Phenolharz, Furanharz, Epoxidharz, ungesättigtem Polyesterharz oder Mischungen davon besteht, ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz ein Novolak ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte Formkörper im Schritt (c) in einem Umluftofen bei etwa 50°C bis etwa 80°C oder mittels Mikrowellentechnik getrocknet wird, vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2,5 Gew.-%.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz in Schritt (a) als Pulver zugegeben wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Harz zu Aktivkohle im Schritt (a) in einem Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 6 : 1, bevorzugt etwa 2 : 1 bis etwa 4 : 1, liegt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß Gewichtsverhältnis von Keramikmaterial und/oder Feuerfestmaterial zu dem Bindemittel in einem Bereich von etwa 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schritt (a) zugegebene Bindemittel ein Silikat-Bindemittel, vorzugsweise kolloidales Kieselsol und/oder Wasserglas, ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial und/oder Feuerfestmaterial eine Schamotte ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in Schritt (a) bereitgestellten Mischung ein Flußmittel zugegeben wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schritt (a) zu der bereitgestellten Mischung zugegebene Flußmittel Na2O ist und in einer Menge bis zu etwa 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Keramikmaterials und/oder des Feuerfestmaterials, zugegeben wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in Schritt (a) bereitgestellten Mischung weiter ein Grünkörper- Bindemittel zugegeben wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Grünkörper-Bindemittel Celluloseether oder ein Celluloseetherderivat, vorzugsweise Methylhydroxypropylcellulose, ist.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Grünkörper-Bindemittels an der in Schritt (a) bereitgestellten Mischung maximal 5 Gew.-% beträgt.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in Schritt (a) bereitgestellten Mischung Stabilisierungsfasern, vorzugsweise Glasfasern und/oder Karbonfasern, zugegeben werden.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (e) und (f) die Temperatur mit einer Aufheizrate von 1 bis 10 K/min. vorzugsweise von 2 bis 7 K/min. weiter vorzugsweise von 3 bis 5 K/min. erhöht wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (e) und (f) in einer Inertgasatmosphäre, vorzugsweise in einer Stickstoffatmosphäre, durchgeführt werden.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt (e) eingestellte Endtemperatur in einem Bereich von etwa 350°C bis 550°C liegt und die Haltezeit vorzugsweise in einem Bereich von 60 min bis 180 min liegt.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt (f) eingestellte Endtemperatur in einem Bereich von etwa 600°C bis 1000°C liegt und die Haltezeit vorzugsweise in einem Bereich von 60 min bis 180 min liegt.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß in der Inertgasatmosphäre bis 0,5 bis 1,5 Vol.-% Sauerstoff enthalten sind.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) zu der Mischung weitere Hilfsmittel wie Gleitmittel, wie Wachs, Seife oder Mischungen davon, Plastifizierer, Bindemittel wie Flüssigstärke, zugegeben werden.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der in Schritt (b) extrudierte Formkörper eine Wabenstruktur hat.
39. Verwendung eines Aktivkohleformkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung eines Filtersystems.
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