[發明專利]一種吸附劑活性炭顆粒及其制備方法

有效

• 申請號: 202211063818.9
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115231570B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 周麗華;王明艷;候晨;魯凌鵬;黃振濤;寇世真
• 申請（專利權）人: 江蘇海洋大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/318;C01B32/336;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 高艷輝

本發明涉及吸附劑技術領域，具體來說是一種吸附劑活性炭顆粒的制備方法，先采用石焦油制備中間體，然后將中間體、Ksubgt;2/subgt;COsubgt;3/subgt;和Ca(OH)subgt;2/subgt;混合后干燥，再進行致孔，得到吸附劑活性炭顆粒。顆粒炭吸附劑以Ksubgt;2/subgt;COsubgt;3/subgt;和Ca(OH)subgt;2/subgt;為雙活化劑，實現了廉價制備高比表面積的吸附劑活性炭顆粒，解決了因使用常規KOH作為活化劑產生的技術缺陷。

技術領域

本發明涉及吸附劑技術領域，具體來說是一種吸附劑活性炭顆粒及其制備方法。

背景技術

活性炭作為一種多孔性含碳物質，具有高度發達的孔隙結構和特殊的表面特性，是一種優良的吸附劑，廣泛應用于環保、化工工業、食品加工、濕法冶金、藥物精制、軍事化學防護等各個領域；活性炭是一種環境友好型固體吸附劑，目前我國活性炭年產量已達60萬噸以上，而開發比表面積高的高性能活性炭新材料以及利用含碳廢棄物低成本生產高性能活性炭是活性炭制備和研究的重點。活性炭按用途分為氣相吸附劑、液相吸附劑、催化劑及載體和電極材料；按原料來源可分為木質活性炭、果殼活性炭、煤基活性炭、石油基活性炭和樹脂基活性炭等；按生產方法分為物理活化法、化學活化法和復合活化方法。

制造活性炭的原料均為含碳物質，石焦油是經延遲焦化加工制得的一種焦炭，屬于礦物類原料，本質是一種部分石墨化的炭素；其色黑多孔，呈堆積顆粒狀，不能熔融；元素組成主要為碳，并含有少量的氫、氮、硫、氧和某些金屬元素，有時還帶有水分；廣泛用于冶金、化工等工業作為電極或生產化工產品的原料。高性能活性炭生產一般采用焦炭渣、石焦油渣或酚醛類樹脂，此類含碳原料的含碳量高于60％，含氧量低于30％；其中的石焦油因具有含碳量高，灰分、揮發分低，適當的初始空隙結構特點，是制備超高比表面積活性炭的理想原料。

而石焦油也存在其本身的技術缺陷，因其結構比較密實，碳化活化比較難以進行，因此往往采用化學活化法進行處理，選用的無機活化劑一般為氫氧化鉀，氫氧化鉀雖然具有優異的活化作用，但是在制備過程中發現，KOH和中間體混合后，KOH的使用量會非常大，導致成本上升，且由于KOH具有吸水作用，二者的混合物難以干燥，給后續操作帶來不便；另外，KOH的用量增多后，在爐子里加熱制活性炭時會變成液體物質，溢出舟槽，污染或損傷爐體，也使制備活性炭效率降低。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供了一種吸附劑活性炭顆粒及其制備方法，本發明制備得到的顆粒炭吸附劑以K₂CO₃和Ca(OH)₂為雙活化劑，實現了廉價制備高比表面積的吸附劑活性炭顆粒，解決了因使用常規KOH作為活化劑產生的技術缺陷。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種吸附劑活性炭顆粒的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用石焦油制備中間體；

(2)活化劑與中間體的混合：

將步驟(1)制備得到的中間體粉碎，以K₂CO₃和Ca(OH)₂為活化劑，將K₂CO₃和Ca(OH)₂加入至去離子水中，直至開始產生沉淀，然后向其中加入中間體，干燥后，制備得到混合物；

其中，活化劑與中間體的質量之比為1-4：1，活化劑中K₂CO₃和Ca(OH)₂的質量比為2-6:1；

(3)吸附劑活性炭顆粒的制備：

在氮氣氣氛中，將步驟(2)制備得到的混合物加熱至700-850℃，并保溫0.5-2h后，冷卻至室溫、于鹽酸溶液中加熱回流、抽濾、水洗至中性、干燥。