[發明專利]一種高阻燃性炭基吸附劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710446760.9
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107262029A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 田森林;宋玉新;李英杰;寧平;王劍虹;李彬
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02;B01D53/40;B01D53/60;B01D53/81;C02F1/28
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技術領域

本發明涉及一種高阻燃性炭基吸附劑及其制備方法，屬于吸附劑制備技術領域。

背景技術

吸附劑在氣體工業、石油工業、制藥工業、廢水處理、環境保護等多個領域有著廣泛的應用。作為優良的活性多孔碳素吸附劑，應具備以下特點：（1）具有大的比表面積；（2）具有發達的孔隙結構；（3）有相當好的化學穩定性，耐酸、堿；（4）具有一定的力學強度，抗壓、耐磨；（5）具有較高的著火點等。活性炭、活性焦等作為吸附劑中主要材料，其在氣體分離與凈化、溶劑回收及廢水處理等領域有著廣泛的應用。

就活性炭吸附劑而言，其表面有大量含氧基團的存在，自身的導熱系數小，在吸附或脫附再生過程中，因蓄熱氧化作用活性炭吸附裝置中著火現象偶有發生，活性炭使用過程中潛在著火的這一危險性勢必會局限其更廣泛的應用。為應對這一問題，公開的報道中有通過將無機阻燃劑（如三氧化二銻、硼酸鋅、磷酸氫二銨等）或有機阻燃劑（如氯化石蠟、四溴雙酚A、十溴二苯醚等）在活性炭上噴灑、浸漬經烘干制成改性阻燃型活性炭，參見發明專利CN 03100493.8；另有結合瀝青基活性炭與樹脂基活性炭各自特點，利用膨脹石墨、聚硅硼氧烷等具有抑煙阻燃功能材料用于制備抑煙阻燃改性瀝青復合樹脂球形活性炭材料的公開發明，目的也在于拓寬活性炭的應用空間，參見發明專利申請CN 201510389494.1；然而，上述經改性所得活性炭材料用作吸附劑使用時，其吸附性能較改性前的活性炭較差，因此，制備一種同時兼具阻燃性能和優良吸附作用的材料顯得尤為重要。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種高阻燃性炭基吸附劑及其制備方法。

本發明通過以下技術方案實現：

一種高阻燃性炭基吸附劑，包括體積百分比為10~40%的阻燃材料、體積百分比為45~85%的炭基吸附材料和體積百分比為5~15%的粘結劑。所述阻燃材料為層狀雙金屬氫氧化物（包括天然和人工合成）中的任意一種或幾種的混合物，其化學組成可以表示為[M^Ⅱ_(1-x)M^Ⅲ_x(OH)₂]^x+(A^n- )^x/n?mH₂O，其中M^Ⅱ為Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺等二價金屬陽離子；M^Ⅲ為Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、La³⁺、Mn³⁺等三價金屬陽離子；A^n-為陰離子，如A^n-為CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-、PO₄^3-、C₆H₄(COO)₂^2-等無機和有機離子以及絡合離子，其中x值在0.1~0.5之間，m值在1~6之間，n=1或2或3；所述炭基吸附材料為直接經炭化、活化過程所得活性炭、活性焦及市售活性炭、活性焦等活性多孔碳素吸附材料或其之間的任意組合，可以為粉狀、圓柱狀、纖維狀、球狀、破碎狀或蜂窩狀；所述粘結劑為膨潤土、聚苯乙烯、酚醛樹脂及粘結劑SH-HT6B等。

所述高阻燃性炭基吸附劑的制備方法，將阻燃材料與炭基吸附材料充分混合，再將粘結劑制成溶液，然后將阻燃材料與炭基吸附材料的混合物與粘結劑溶液混勻、成型，并在50~250℃下干燥即得。

所述成型步驟可采用本技術領域現有的活性炭成型技術。