[發明專利]一種耐水高機械強度蜂窩狀活性炭及其制備方法

有效

• 申請號: 200810013781.2
• 申請日: 2008-01-15
• 公開（公告）號: CN101214957A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 郅立鵬;陳繼朝
• 申請（專利權）人: 青島華世潔環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C01B31/14
• 分類號: C01B31/14;B01J20/20;B01J32/00;B01J35/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及耐水高機械強度蜂窩狀活性炭及其制備方法。

背景技術

蜂窩狀活性炭整合了活性炭比表面積高、耐酸堿、孔隙結構可控、失效后可再生等特點以及蜂窩結構開孔率高、幾何表面積大、耐磨損、抗粉塵污染能力強等優點，與其它類型的活性炭相比，蜂窩狀活性炭的最大優點在于壓力損失小，基于上述優點，蜂窩狀活性炭可以用于氣體凈化、溶劑回收，也可以用做催化劑或者作為催化劑載體。

制備高機械強度蜂窩狀活性炭，以活性炭和無機粘結劑為主要原料，或者以酚醛樹脂、焦炭粉或者木質纖維素為主要原料利用擠出法制備蜂窩狀活性炭的工藝中，都要使用有機粘合劑。有機粘合劑通常是聚乙烯醇、纖維素、甲基纖維素或者它們的混合物，這些物質在常溫下能使固體顆粒粘合在一起，用來提高混合物料的塑性使其具有成型能力，在炭化時，它們會揮發、分解，因此也稱暫時粘結劑。以活性炭和無機粘結劑為主要原料得到蜂窩狀活性炭的機械強度來源于無機粘合劑熔融形成的骨架，活性炭只是以分散的形式填充在無機粘合劑的骨架中，無機粘結劑的組成、用量和煅燒溫度對這類蜂窩狀活性炭機械強度有重大影響。如果要得到具有高比表面積的蜂窩狀活性炭，需要盡量降低無機粘結劑的用量。以酚醛樹脂為主要原料的蜂窩狀活性炭的機械強度來源于樹脂固化、炭化過程形成的交聯炭，這兩種方法得到的蜂窩狀活性炭生產成本極高。

發明內容

本發明任務之一是提供一種耐水蜂窩狀活性炭。

本發明任務之二是提供一種生產成本低的耐水蜂窩狀活性炭制備方法。

為實現任務一采用的技術解決方案是：

一種耐水蜂窩狀活性炭，其整體輪廓為規則幾何形狀的立方體，蜂窩孔道為正方形，孔密度為8～32孔/cm²，比表面積為460～750m²/g，正壓機械強度為5.8～13MPa、側壓強度為2.6～5.6MPa。

上述耐水蜂窩狀活性炭，其整體輪廓為柱狀體或正立方體。

為實現任務二采用的技術解決方案是：

耐水蜂窩狀活性炭的制備方法，其包括以下步驟：

a.原料配置：以粉末狀活性炭為主要原料，并添加輔助原料有無機粘結劑，上述主要原料和輔助原料之間的質量比50～60∶30～35，混合后制成預混料；

b.可塑性泥料的配制：預混料、有機粘合劑、潤滑油及水，按照質量比100∶2～5∶5～15∶60～120混合均勻，制成塑性泥料；

c.真空擠出成型：將塑性泥料裝入真空擠出機擠壓成型，得到蜂窩坯體；

d.干燥：蜂窩坯體在微波爐中定形處理，然后干燥；

e.熱處理：以氮氣為保護氣，進行熱處理，得到耐水蜂窩狀活性炭；其特征在于：

上述步驟a中，輔助原料還包括燒結助熔劑，其與主要原料及其它輔助原料有無機粘結劑的質量配比為10～15∶50～60∶30～35。

上述步驟a中，預混料需經過研磨處理，至粒度小于74微米，作為下步工序的預混料。

上述步驟b中，預混料、有機粘合劑、潤滑油及水在捏合機中攪拌均勻。

上述步驟c中，將塑性泥料裝入真空擠出機的料筒內，啟動真空擠出機的抽真空系統，使料筒內泥料的真空度達到-0.08～-0.09MPa，在此真空度下保持10分鐘，然后擠出成型。

上述步驟d中，將蜂窩坯體先在500～1000W微波爐中定形處理3～10分鐘，然后在100～140℃烘干蜂窩坯體水分低于1％。

上述步驟e中，熱處理按照3～10℃/分鐘的升溫速度加熱到700～900℃，并且在其中一溫度值下熱處理1～2小時。

上述活性炭為煤質活性炭、椰殼活性炭或果殼活性炭，無機粘結劑為粘土，燒結助熔劑為玻璃或固體硅酸鈉。

上述有機粘合劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素或聚乙烯醇，潤滑油為豆油或蓖麻油。

本發明的有益效果：本發明的耐水蜂窩狀活性炭，具有吸附量高、機械強度高、耐水等優點，可用于大氣量有機揮發性氣體的凈化、溶劑回收以及用作催化劑載體。本發明蜂窩狀活性炭的制備方法如下：將活性炭、無機粘結劑和燒結助熔劑混合，混合后的預混料與有機粘合劑、水及潤滑油捏合、擠出成型、干燥、熱處理工序，其顯著特征在于在成型泥料中添加了燒結助熔劑，在較低無機粘結劑用量和較低熱處理溫度下獲得高機械強度的蜂窩狀活性炭。采用的無機粘結劑和燒結助熔劑的混合物，熱處理溫度大幅度降低，生產成本低廉，本方法生產的耐水蜂窩狀活性炭具有較高的機械強度、耐熱、耐水性好，容易再生等優點。

具體實施方式

下面以各原料不同的配比關系，對本發明進行詳細說明：

實施實例1