[發明專利]一種制備高性能活性炭的復合活化劑及其應用

在審

• 申請號: 201810980969.8
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108910881A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 李仕增;李建生;王雪;劉炳光;翟超;尹浩南;趙洋
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明涉及一種制備高性能活性炭的復合活化劑，其特征在于其化學組成為Na₂CO₃-nKC1，其中，n=0.5-2，在700-900℃下能被炭化物還原產生氧化鉀和鉀原子，可將炭化物活化為高比表面積的活性炭，冷卻后用去離子水分級浸漬溶解復合活化劑，復合活化劑質量損耗為5%-15%，浸漬溶液蒸發回收得到的復合活化劑可循環使用，適用于含碳量大于60%和含氧量小于30%的含碳原料制備高性能活性炭。

2.本發明涉及一種制備高性能活性炭的復合活化劑的應用方法，其特征在于技術方案包括以下步驟：

（1）將難炭化的含碳原料與復合活化劑、表面活性劑、分散劑和去離子水以質量比為1:3-6:0.01-0.05：0.01-0.05:0.4-0.8混合，混合物料粉碎到100-200目；所述的難炭化含碳原料為焦炭渣、焦油渣或酚醛類樹脂，其含碳量高于60%，含氧量低于30%；所述的復合活化劑為碳酸鈉和氯化鉀混合物，化學組成為Na₂CO₃-nKC1，其中，n=0.5-2；所述的表面活性劑是十二烷基硫酸鈉、硬酯酸鈉或十二醇聚氧乙烯醚硫酸鈉為代表的陰離子表面活性劑；所述的分散劑是羧甲基纖維素鈉或聚丙烯酸鈉為代表的高分子分散劑；

（2）將混合物料擠壓成型為直徑2-5mm的顆粒，使含碳原料與復合活化劑、表面活性劑、分散劑相互滲透和均勻混合，然后在110-150℃下烘干；

（3）將混合物料顆粒放入坩堝中，置于通氮氣保護的箱式高溫爐中，以5-10℃/min的加熱速度升溫到650℃，使混合物料緩慢熱分解形成炭化物，容易炭化活化的長鏈表面活性劑和高分子分散劑首先熱分解，形成的孔隙成為活化劑遷移的通道，生成的碳酸鈉和二氧化碳成為難炭化活化含碳原料的內生活化劑；

（4）進一步升溫到750-800℃下保溫活化1-2h，在此過程中復合活化劑被炭化物還原生成氧化鉀和鉀原子，對炭化物進行深度刻蝕活化，活化完成后自然冷卻到室溫；

（5）向冷卻后的活化物料中分次加入去離子水，在70-80℃下浸漬溶解活化劑3次，然后用質量濃度為2%的鹽酸溶液浸漬分離出的活性炭，最后用去離子水洗滌到pH為5-7，在110-120℃下烘干得到高性能活性炭，比表面積為1500-2500m²/g，灰分為0.05%-0.1%，亞甲基藍脫色力160-180 mg/g，以含碳原料質量計的活性炭制備收率為40%-45%；

（6）將浸漬活化劑的水溶液蒸發回收復合活化劑，復合活化劑質量損耗5%-15%，得到的復合活化劑可循環使用。