[實用新型]一種微波輔助二次活化制備多級孔活性炭的裝置

有效

• 申請號: 201920330228.5
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN209778310U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王海蓉;梅姝婷;童仕唐;張春桃
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01B32/39
• 分類號: C01B32/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型具體涉及一種微波輔助二次活化制備多級孔活性炭的裝置，具體包括管式爐程序控制熱分解系統、水蒸汽活化系統、N₂保護氣氛系統、尾氣吸收處理系統和微波輔助二次活化系統，本實用新型可在活性炭制備過程中實現硝酸氧化和微波輔助二次活化的耦合技術，調整微孔率和中孔率的比例，使活性炭孔徑分布擴寬成為多級孔活性炭孔徑分布。

技術領域

本發明屬于活性炭制備技術領域。具體涉及一種微波輔助二次活化制備多級孔活性炭的裝置。

背景技術

活性炭因其巨大的比表面積和發達的孔隙結構、化學穩定性及熱穩定性，在降低工業污染、超級電容器、催化劑載體、生物醫學工程等許多領域得到廣泛應用。

多級孔材料通常兼具微孔（孔隙直徑小于2nm）、中孔（直徑2~50nm）、大孔（直徑大于50nm）結構。多級孔炭材料在電極材料、分離與吸附材料中占有優勢，大孔能提高離子的穿透能力和擴散能力；中孔為離子提供低阻力通道；微孔提升材料比表面積和孔容。因此多級孔炭材料能通過減小離子擴散阻力及縮短有效擴散距離從而優化電化學電容器性能和材料分離性能，具體表現在提升電化學電容器電容和充放電效率及提高分離材料的吸附容量和吸附速率。

但是，目前很多制備的活性炭并不具備多級孔徑結構分布的特征。如何利用現有的活性炭產品，便捷地調控其孔徑結構分布，生產出高比表面積的多級孔活性炭，具有重要的理論和實踐價值。

發明內容

本實用新型旨在解決現有技術的不足，提供一種微波輔助二次活化制備多級孔活性炭的裝置，利用微波輔助活化法對活性炭制品進行二次孔徑調控、剪裁，增大活性炭產品的微孔和中孔孔容，生產出具備明顯多級孔特征的高比表面積活性炭。

為實現上述目的，本實用新型微波輔助二次活化制備多級孔活性炭的裝置，具體包括水儲罐(1)、泵(2)、液體流量計(3)、管式爐(4)、程序控溫儀(5)、管式爐爐管(6)、法蘭蓋(7)、第一緩沖罐(8)與第二緩沖罐(10)、第I尾氣吸收罐(9)與第II尾氣吸收罐(11)、第一氣體流量計(12)與第二氣體流量計(13)、微波反應器(14)、微波反應管(15)、微波反應管封頭(16)、微波反應器密封裝置(17)、N₂鋼瓶(18)和三通(19)；

所述管式爐爐管(6)一端封閉，另一端通過法蘭蓋(7)密封，管式爐爐管(6)置于管式爐(4)爐膛內；所述程序控溫儀(5)與管式爐(4)通過數據線相連，控制管式爐(4)爐膛內的溫度；

所述微波反應管(15)一端封閉，另一端通過微波反應管封頭(16)封閉，微波反應管(15)穿過微波反應器(14)的上蓋進入微波反應器(14)內部，再通過微波反應器密封裝置(17)固定微波反應管(15)于微波反應器(14)上蓋處、密封微波反應器(14)與微波反應管(15)的連接處，微波反應管封頭(16)露在微波反應器(14)外部；

所述水儲罐(1)與泵(2)之間、泵(2)與液體流量計(3)之間分別通過管道連接，液體流量計(3)的出口管道穿過法蘭蓋(7)進入管式爐爐管(6)內，管道出口距離管式爐爐管(6)底部5~10 mm；

所述第I尾氣吸收罐(9)與第一緩沖罐(8)之間通過管道連接，連接第一緩沖罐(8)的另一根管道穿過法蘭蓋(7)進入管式爐爐管(6)內，管道出口距離法蘭蓋(7) 10~20 mm；

所述N₂鋼瓶(18)通過管道與三通(19)連接，三通(19)的一端出口通過管道與第一氣體流量計(12)連接，第一氣體流量計(12)的出口管道穿過法蘭蓋(7)進入管式爐爐管(6)內，管道出口距離管式爐爐管(6)底部5~10 mm；三通(19)的另一端出口通過管道與第二氣體流量計(13)連接，第二氣體流量計(13)的出口管道穿過微波反應管封頭(16)進入微波反應管(15)內，管道出口距離微波反應管(15)底部5~10 mm；