[發(fā)明專(zhuān)利]一種高機(jī)械強(qiáng)度的氧化鋁和活性炭復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711399235.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107961762A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔建中;蔡凡朋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海安常州大學(xué)高新技術(shù)研發(fā)中心
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/20
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專(zhuān)利事務(wù)所32106
• 代理人: 江平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)復(fù)合材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

活性炭具有大比表面積、強(qiáng)吸附力、化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與生活中。隨著社會(huì)發(fā)展，對(duì)活性炭的需求量急劇上升的同時(shí)對(duì)其質(zhì)量與性能要求也在提高，

活性氧化鋁是一種具有大比表面積、且孔隙表面具備催化反應(yīng)所要需特性的絮狀固體吸附材料，其孔隙表面具備作為催化劑的特性如吸附性、表面酸性、熱穩(wěn)定性等。但隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)加工過(guò)程中的催化劑或催化劑載體的氧化鋁又提出了許多新的要求。活性炭比表面積大，吸附能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，是一種已經(jīng)普遍使用的吸附材料。二者都具有較大的比表面積，具有良好的吸附性能，但是同時(shí)也具有各自的缺陷和發(fā)展應(yīng)用的瓶頸，活性氧化鋁的比表面積較小、吸附能力有限；活性炭強(qiáng)度低、多為粉狀產(chǎn)品、使用壽命短、回收費(fèi)用高且存在二次污染問(wèn)題等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是以往制備氧化鋁/活性炭復(fù)合材料工藝復(fù)雜，成本較高的問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、機(jī)械強(qiáng)度高的氧化鋁復(fù)合活性炭材料制備方法。

本發(fā)明技術(shù)方案是：將氧化鋁、活性炭粉末和水混合均勻后置于微波腔體中干燥，即得復(fù)合材料。

將活性炭與氧化鋁兩種材料通過(guò)特定的方法緊密地結(jié)合在一起，在充分發(fā)揮它們各自?xún)?yōu)良特性的基礎(chǔ)上，制得一種新型復(fù)合材料。該材料一方面解決了活性炭成型問(wèn)題，另一方面制得一種多孔徑，高比表面，高吸附性能的復(fù)合材料。這種材料拓寬活性炭、活性氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域，是單一活性炭或活性氧化鋁材料所不能比擬的。可將此材料進(jìn)一步制成各種既有特殊功能又有環(huán)保凈化功能的多功能材料，可以廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活的諸多領(lǐng)域，這拓展了活性炭和活性氧化鋁材料行業(yè)發(fā)展領(lǐng)域。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述氧化鋁大于400目，活性炭粉末大于400目。

所述氧化鋁與活性炭粉末的混合質(zhì)量比為1∶10～10∶1。

所述氧化鋁和活性炭粉末的質(zhì)量與水的混合比為100∶80～100。

所述微波腔體中干燥時(shí)，微波功率為400～30KW，干燥時(shí)間為10s～5min。本發(fā)明技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

1、原料來(lái)源廣，氧化鋁和活性炭原料均可以采用市售成熟的產(chǎn)品，只要氧化鋁的目數(shù)大于400目，活性炭的目數(shù)大于400目即可以在水溶液中均勻混合；

2、工藝簡(jiǎn)單，整個(gè)工藝流程的核心在于混合、微波干燥兩步即可得到高機(jī)械強(qiáng)度的氧化鋁/活性炭復(fù)合材料，成本較為低廉；利用微波加熱快速、均勻的特性，通過(guò)控制氧化鋁/活性炭的混合溶液的濃度，可以在很短的時(shí)間內(nèi)將混合溶液干燥，在微波作用的很短的時(shí)間內(nèi)，可以將氧化鋁牢固而均勻的固定在活性炭中，實(shí)現(xiàn)活性炭與氧化鋁的完美結(jié)合，解決了活性炭強(qiáng)度低、使用壽命短、回收困難等缺點(diǎn)，廣泛適用于催化劑、催化劑載體及水與空氣的凈化處理，并且可以加工成一定的形狀，易于再生使用；制備方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，成本低廉，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

稱(chēng)量市售400目的活性炭90g與400目的氧化鋁10g投入混料機(jī)中，加入100g水，混合30min。

將混合后的溶液轉(zhuǎn)移至微波處理室，微波功率1kw，輻照2min，即可得到氧化鋁/活性炭復(fù)合材料。

性能測(cè)試：碘吸附值為518.1 mg/g，抗側(cè)壓強(qiáng)度95N/mm。

實(shí)施例2：

稱(chēng)量市售400目的活性炭10g與400目的氧化鋁90g投入混料機(jī)中，加入100g水，混合30min。

將混合后的溶液轉(zhuǎn)移至微波處理室，微波功率1kw，輻照1.5min，即可得到氧化鋁/活性炭復(fù)合材料。

性能測(cè)試：碘吸附值為325.3 mg/g，抗側(cè)壓強(qiáng)度180N/mm。

實(shí)施例3：

稱(chēng)量市售2000目的活性炭50g與1000目的氧化鋁50g投入混料機(jī)中，加入100g水，混合20min。

將混合后的溶液轉(zhuǎn)移至微波處理室，微波功率2kw，輻照0.5min，即可得到氧化鋁/活性炭復(fù)合材料。

性能測(cè)試：碘吸附值為451.3 mg/g，抗側(cè)壓強(qiáng)度200N/mm。

實(shí)施例4：

稱(chēng)量市售2000目的活性炭55g與1000目的氧化鋁45g投入混料機(jī)中，加入100g水，混合20min。

將混合后的溶液轉(zhuǎn)移至微波處理室，微波功率2kw，輻照0.5min，即可得到氧化鋁/活性炭復(fù)合材料。