[發明專利]高比表面積竹質活性炭的制備方法以及竹質活性炭

有效

• 申請號: 202310736218.2
• 申請日: 2023-06-21
• 公開（公告）號: CN116495733B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 李江榮;黃昆明;方輝;李新;杜文濤;吳波;朱敦龍
• 申請（專利權）人: 成都達奇科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318
• 代理公司: 成都擎智秉業專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 辜桂芳

本發明屬于活性炭的技術領域，公開了高比表面積竹質活性炭的制備方法以及竹質活性炭。高比表面積竹質活性炭的制備方法，包括以下步驟：（1）對包括新鮮竹粉的粉體進行炭化處理，得到炭粉；（2）將包括炭粉、焦油、水的漿料擠壓成型，得到坯體；（3）對坯體進行炭化處理，得到前驅體；（4）對前驅體進行活化處理，得到高比表面積竹質活性炭；其中，所述粉體和/或漿料還包括硫酸鈣粉末。本發明的工藝簡單易控制，生產效率高，原料綠色環保且成本低，直接采用傳統工藝的設備即可實施，所得竹質活性炭的比表面積高，吸附性能好且壽命長，具有極強的實用性。

技術領域

本發明涉及活性炭的技術領域，具體而言，涉及高比表面積竹質活性炭的制備方法以及竹質活性炭。

背景技術

活性炭具有特殊的微晶結構、孔隙發達、比表面積巨大，具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附液相和氣相中的各種物質，因此常被作為優良的吸附劑以達到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的，已廣泛應用于食品、飲料、醫藥、水處理、氣體凈化與回收、化工、冶煉、農業等領域。近年來，隨著人們對安全性、純凈度等生存環境的要求逐步提高，活性炭的市場需求不斷擴大，對活性炭的吸附性、可控性、安全性等要求越來越高。因此，生物質活性炭尤其是竹質活性炭因原料豐富、綠色易獲取而得到廣泛研究，同時，發達的微孔活性炭也因更好的吸附性能而成為發展的重點。

一般來說，活性炭的比表面積越高，吸附性能越好。竹質活性炭的制備工藝主要包括配料、捏合、擠出成型、炭化和活化，其中，活化過程對活性炭的孔隙結構和比表面積的影響最為顯著。目前，活化方法主要有物理活化法和化學活化法。其中，化學活化法主要使炭化料與氯化鋅、磷酸、硝酸等活化劑共混并進行熱處理，根據活化劑的不同，熱處理溫度也有所不同。化學活化法引入了新的化學試劑，用量較大且通常對設備和環境不友好，后續還需要較為復雜的回收工序，不利于活性炭的安全使用。物理活化法主要以水蒸氣、二氧化碳或兩者的混合氣體為活化氣氛，在高溫下進行碳的氧化反應，制成細孔結構興旺的活性炭。物理活化法不采用化學試劑，更加綠色環保，是目前常用的活化方法。

目前，主流的高比表面積生物質活性炭是椰殼活性炭，但是，椰殼原料有限且生產成本高。竹質活性炭的原料豐富且生產成本低，但傳統工藝制備的竹質活性炭的比表面積通常在1000平方米/克以下，難以制得具有高比表面積的竹制活性炭。

發明內容

本發明的主要目的在于提供高比表面積竹質活性炭的制備方法以及竹質活性炭，以解決現有技術中竹制活性炭的比表面積低的技術問題。

為了實現上述目的，根據本發明的第一個方面，提供了高比表面積竹質活性炭的制備方法，技術方案如下：

高比表面積竹質活性炭的制備方法，包括以下步驟：

（1）對包括新鮮竹粉的粉體進行炭化處理，得到炭粉；

（2）將包括炭粉、焦油、水的漿料擠壓成型，得到坯體；

（3）對坯體進行炭化處理，得到前驅體；

（4）對前驅體進行活化處理，得到高比表面積竹質活性炭；

其中，所述粉體和/或漿料還包括硫酸鈣粉末。

作為本發明第一方面的進一步改進：所述硫酸鈣粉末為硫酸鈣晶須粉末；并且/或者，所述硫酸鈣粉末為脫硫副產石膏。

作為本發明第一方面的進一步改進：所述硫酸鈣晶須主要由長度為100～460μm、寬度為12～25μm的纖維構成。

作為本發明第一方面的進一步改進：所述硫酸鈣晶須的制備包括步驟：將硫酸加入到氧化鈣的水分散液中，然后對生成的沉淀進行收集、洗滌和干燥處理；將沉淀分散于硫酸中并進行加熱處理，待沉淀完全溶解后在室溫下靜置直至沉淀析出，然后對析出的沉淀進行收集、洗滌和干燥處理，即得到硫酸鈣晶須。

作為本發明第一方面的進一步改進：當所述粉體中含有硫酸鈣粉末時，硫酸鈣粉末的重量為新鮮竹粉重量的10～15%。