[發(fā)明專利]一種內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610085476.9
• 申請(qǐng)日: 2016-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN105597680B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃彪;蔡政漢;林冠烽;陳翠霞;陳學(xué)榕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/28
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于成型活性炭的制備領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭及其制備方法。

背景技術(shù)

活性炭廣泛應(yīng)用于液相和氣相的吸附、脫色、精制、分離、催化領(lǐng)域，在食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)保等方面有重要意義。社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對(duì)活性炭提出了更高的要求，由最初單一的粉末活性炭演變出多種新型活性炭制品。與粉末活性炭相比，成型活性炭具有較大的尺寸和一定形狀，有較高的堆密度與強(qiáng)度，且無(wú)粉塵污染。成型活性炭是其中極具前景的一種。成型活性炭的制備技術(shù)，也在不斷發(fā)展之中，但基本上都屬于粘結(jié)技術(shù)。所謂的粘結(jié)技術(shù)，就是把粉狀的活性炭用粘接劑粘結(jié)成型，得到一個(gè)成型的坯體，然后再炭化活化得到成型活性炭。粘結(jié)劑的使用不僅會(huì)堵塞活性炭的孔隙，降低活性炭的比表面積，從而降低吸附性能；而且為了提高成型活性炭的強(qiáng)度，必須使用大量的粘結(jié)劑，大量粘結(jié)劑的使用也會(huì)增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭及其制備方法。本發(fā)明結(jié)合了粉末狀活性炭和顆粒狀活性炭的優(yōu)點(diǎn)，所制得的成型活性炭產(chǎn)品，內(nèi)核為粉末狀，保持了粉末狀活性炭具有的較高的吸附性能；外殼為無(wú)機(jī)包覆層，具有良好的強(qiáng)度，并且操作過(guò)程簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本較低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭的制備方法，包括以下步驟：

（1）初步定型：采用0.01-0.5wt%的有機(jī)粘結(jié)劑水溶液與粉末狀活性炭混合，然后進(jìn)行擠出成型，制得顆粒狀物料；有機(jī)粘結(jié)劑與粉末狀活性炭的重量配比為0.2~1:1；

（2）包覆：將顆粒狀物料置于整形機(jī)中，邊整形邊灑入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與步驟（1）所制得的顆粒狀物料中的水分復(fù)合形成堅(jiān)硬的包覆層；或者將步驟（1）制得的顆粒狀物料浸入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的溶液中，形成均勻的無(wú)機(jī)包覆層；

（3）熱處理：將經(jīng)步驟（2）包覆處理后的物料，在300-400 ℃下進(jìn)行熱處理0.5~3 h，使得步驟（2）包覆處理后的物料中的有機(jī)粘結(jié)劑發(fā)生熱分解，內(nèi)核顆粒狀物料的結(jié)構(gòu)受到破壞，形成粉末；外層的無(wú)機(jī)包覆層形成堅(jiān)硬的包覆層，保護(hù)粉末不漏出來(lái)；

（4）篩分：將經(jīng)步驟（3）熱處理后的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，然后篩分，得到不同規(guī)格的內(nèi)核為粉末、外殼為堅(jiān)硬無(wú)機(jī)包覆層的核殼式顆粒活性炭產(chǎn)品。

步驟（1）中所述的有機(jī)粘結(jié)劑包括羧甲基纖維素、淀粉和糖蜜中的一種或幾種的混合物。

步驟（2）中所述的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為硅溶膠/多孔性無(wú)機(jī)材料的復(fù)合粉體，或者水泥粉/多孔性無(wú)機(jī)材料的復(fù)合粉體；其中，硅溶膠或水泥粉與多孔性無(wú)機(jī)材料的重量配比為2~6:1；

所述的多孔性無(wú)機(jī)材料包括白炭黑、硅藻土或海泡石中的一種或幾種的混合物。

優(yōu)選的，步驟（3）中在350 ℃下進(jìn)行熱處理1 h。

一種如上所述的制備方法制得的內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭：內(nèi)核為粉末狀活性炭，外殼為無(wú)機(jī)包覆層，無(wú)機(jī)包覆層的厚度為0.3~1.5 mm，粉末狀活性炭占據(jù)外殼殼體容積的百分之五十以上。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的成型活性炭產(chǎn)品的內(nèi)核為粉末狀的活性炭，而非粘結(jié)的活性炭坯體，不會(huì)堵塞活性炭的孔隙；產(chǎn)品既有較高的吸附性能，又有良好的強(qiáng)度；并且操作過(guò)程簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本較低，便于批量化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明用下列實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種內(nèi)核為粉末的核殼式顆粒活性炭的制備方法，包括以下步驟：

（1）初步定型：采用0.01wt%的羧甲基纖維素水溶液與粉末狀活性炭混合，然后進(jìn)行擠出成型，制得顆粒狀物料；羧甲基纖維素與粉末狀活性炭的重量配比為0.6:1；

（2）包覆：將顆粒狀物料置于整形機(jī)中，邊整形邊灑入無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與步驟（1）所制得的顆粒狀物料中的水分復(fù)合形成堅(jiān)硬的包覆層；無(wú)機(jī)包覆層的厚度約為0.5 mm；

（3）熱處理：將經(jīng)步驟（2）包覆處理后的物料，在350 ℃下進(jìn)行熱處理1 h，使得步驟（2）包覆處理后的物料中的有機(jī)粘結(jié)劑發(fā)生熱分解，內(nèi)核顆粒狀物料的結(jié)構(gòu)受到破壞，形成粉末；外層的無(wú)機(jī)包覆層形成堅(jiān)硬的包覆層，保護(hù)粉末不漏出來(lái)；

（4）篩分：將經(jīng)步驟（3）熱處理后的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，然后篩分，得到不同規(guī)格的內(nèi)核為粉末的顆粒狀活性炭產(chǎn)品。

所制得的產(chǎn)品中內(nèi)核粉狀活性炭的重量占52%，外殼無(wú)機(jī)包覆層的重量占48%。

實(shí)施例2