[發明專利]一種超級活性炭的制備方法

在審

• 申請號: 202011591145.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112678822A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 應盛榮;姜戰;應悅
• 申請（專利權）人: 衢州市鼎盛化工科技有限公司
• 主分類號: C01B32/36
• 分類號: C01B32/36;C01B32/378
• 代理公司: 上海洞鑒知識產權代理事務所(普通合伙) 31346
• 代理人: 劉少偉

本發明提出了一種超級活性炭的制備方法，包括，粉碎原料活性炭；將粉碎后的活性炭加入含有鹽酸和氫氟酸的混合酸液中，加熱至40～90℃，攪拌反應5～120min；上述反應完畢后，分離酸液與活性炭，并清洗活性炭至PH≥5；將清洗后的活性炭在90～140℃烘干；烘干后的活性炭與KOH固體以1：0.4～2.0的重量比混合，然后進行750～850℃的高溫活化，冷卻后即得超級活性炭成品。本發明選用鹽酸與氫氟酸的混合酸液，只需要一次酸洗即可，縮短操作步驟，節能能耗；同時，一次酸洗也能減少廢酸的量，利于后續酸回收。制得的超級活性炭比表面積大，吸附能力強。

技術領域

本發明涉及超級活性炭領域，特別是指一種超級活性炭的制備方法。

背景技術

活性炭(AC)是一種廣譜吸附劑，其吸附能力主要取決于活性炭的比表面積及孔徑分布。常規活性炭由于比表面積較小(1500m²/g)、孔徑分布較寬(在1nm～100nm范圍內均有分布)、選擇吸附性較差，已不能滿足日益發展的醫藥、環保、軍事及電子等領域的特殊要求，因此近年來國內外研究開發了多種新型活性炭材料。其中超級活性炭由于具有比表面積高(2200m²/g)、微孔分布集中，吸附性能優良等特點，現已廣泛應用于醫藥、催化、氣體分離及儲存、超級電容、儲能電池等領域。根據國家標準《超級電容器用活性炭》GBT 37386-2019中的指標，最好的I級活性炭的比表面積≥2000m²/g；RAC-I-2200樹脂I級超級電容用活性炭的比表面積為2200m²/g。

CN104291333A，公布日2015年1月21日，發明名稱一種高比表面積石煤基中孔活性炭的制備方法，其中使用濃硫酸與氫氟酸作為混合酸液，該混合酸液的使用會導致產生不可溶的鹽，進而堵住活性炭的孔，影響活性炭的吸附能力。而且該方法中還存在廢酸難以回收的難題。

CN109133055A，公布日2019年1月4日，發明名稱一種高純度中溫煤瀝青基超級活性炭的制備方法及應用，該方法中分次使用鹽酸、氫氟酸處理樣品，這樣不僅工藝流程增加，產生的廢酸也增加，同時對于更多的廢酸處理問題也沒有解決。

CN101209840A，公開日2008年7月2日，發明名稱一種制備高比表面積煤質活性炭的方法，該方法中先將樣品活化，之后浸鹽酸兩-三次，這樣的缺點是多次酸處理產生廢酸，并且也未提及廢酸處理問題。

活性炭中的灰分嚴重制約了活性炭的吸附能力；超級活性炭的灰分含量應該低于0.3％，許多企業都想通過無機酸液來除去灰分制備超級活性炭，但生產過程中產生的廢酸難以處理，帶來嚴重的環境污染問題，如果對廢酸進行無害化處置，成本較高，造成超級活性炭生產成本居高不下。也有企業想通過強堿除去灰分制備超級活性炭；使用強堿，需要高溫反應，能耗較大；并且也產生堿性廢液和廢水的處置難題。

發明內容

本發明提出一種超級活性炭的制備方法，解決了現有技術制備超級活性炭過程中能耗較大的問題，以及超級活性炭中灰分較高的問題。

本發明還解決了現有制備超級活性炭中的污染嚴重問題，解決了廢酸的回收利用，使制備成本大幅度下降。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種超級活性炭的制備方法，包括，

粉碎原料活性炭；

將粉碎后的活性炭加入含有鹽酸和氫氟酸的混合酸液中，加熱至40～90℃，攪拌反應5～120min；其中混合酸液中鹽酸的濃度為5～25wt％，氫氟酸的濃度為5～25wt％；

上述反應完畢后，分離酸液與活性炭，并清洗活性炭至PH≥5；將清洗后的活性炭在90～140℃烘干；

烘干后的活性炭與KOH固體以1：0.4～2.0的重量比混合，然后進行750～850℃的高溫活化，冷卻后即得超級活性炭成品；