一种高密度高比表面活性炭的制备方法技术

一种高密度高比表面活性炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤： （１）、在高比表面积活性炭粉末中，加入一种水溶性改性淀粉粘合剂，粘合剂的使用量为２０－６０ｗｔ％，在研磨混合过程中，加入水调节混合物的干湿度，制成胶泥状混合物； （２）、将胶泥状混合物放入螺旋挤压成条机中，挤压成直径为１－４ｍｍ的条状炭； （３）、将成型后的条状炭以２－２０℃／分升温速率加热到１６０～２２０℃进行干燥和固化处理，并在该温度下保持０．５～２小时，使粘合剂充分反应固化，即可得到高密度高比表面积活性炭。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种高密度高比表面活性炭的制备方法
：本专利技术属于一种活性炭的制备方法，具体地说涉及一种高密度高比表面活性炭的制备方法。
技术介绍
：作为一种多孔固体材料，高比表面活性炭在吸附、分离、催化和储能等领域有着许多重要的应用，如高比表面积活性炭在化学工业中可用作有机溶剂吸附与回收的吸附材料，在催化工业中可用作的催化剂或催化剂载体。此外，在新型能源领域还可用于储存天然气和氢气以及电池的电极材料。然而，由于制备工艺的限制，高比表面积活性炭通常是比重很轻的粉体，其填充密度较低(约0.1g/cm3)，难以直接在上述领域中使用。因此，如何成型和提高成型物的密度是解决该材料应用的关键技术之一。提高高比表面积活性炭密度的有效方法之一是采用有机树脂或树脂粘合剂与其混合，在一定压力条件下成型后，再经炭化活化处理即可得到高密度高比表面活性炭成型物。如中国专利(申请号98126462)公布了一种高比表面积活性炭的制备方法，其特征是将高比表面积活性炭与粘结剂以1∶0.30-0.60的比例混合，在20-130℃、50-320MPa压力下压制成型，于700-1000℃炭化，再利用水蒸气或二氧化碳在700-1000℃下活化处理，制得成型高比表面积活性炭。中国专利(申请号00104267)还公布了一种不需二次炭化活化的制备方法，其特征是将粘接剂溶于溶剂中配成糊状液，把制得的粉状活性炭与粘结剂按重量比为1∶0.07～1∶0.25的比例加入糊状液中并混合均匀，在70-200MPa压力下压制成型，得到块状炭；(3)压制成型的块状炭在惰性气体保护下以0.5～5.0℃/min的升温速率升至200℃，并恒温0.5～1小时进行热处理制得高比表面积活性炭。在这两种方法中，前者需要二次活化处理，而后者需要保护气氛，
技术实现思路
：本专利技术目的是提供一种制备方法简单的高密度高比表面活性炭制备方法。本专利技术的制备方法包括如下步骤：1、在高比表面积活性炭粉末中，加入一种水溶性改性淀粉粘合剂，粘合剂的使用量为20-60wt％，在研磨混合过程中，加入水调节混合物的干湿度，制成胶泥状混合物；2、将胶泥状混合物放入螺旋挤压成条机中，挤压成直径为1-4mm的-->条状炭；3、将成型后的条状炭以2-20℃/分升温速率加热到160～220℃进行干燥和固化处理，并在该温度下保持0.5～2小时，使粘合剂充分反应固化，即可得到高密度高比表面积活性炭。如上所述的高比表面积活性炭粉末是比表面为2000-3000m2/g的活性炭粉末。如上所述的粘合剂为一种水溶性丙烯酸和动物胶改性的淀粉粘合剂，固体物的含量为40-60％。本专利技术特征是采用一种廉价易得，且对环境无污染的水溶性改性淀粉胶作为粘合剂，直接将粘合剂加入到高比表面活性炭粉末中，再加入适量水调节混合物的干湿度，充分搅拌，使形成胶泥状物，再通过挤压成型制成条状物，然后在空气中加热到160-220℃处理0.5-2小时，得到不同尺寸的高密度条状高比表面活性炭。该产品具有良好的机械强度和耐水性能，吸附性能(如对有机溶剂苯的吸附性能)与原粉相近，但密度较原粉提高3～8倍。由于该制备工艺不需对成型后的活性炭进行二次炭化和活化处理，因而具有能耗低和对环境无污染等优点。此外，在制备过程中，不需要惰性气氛的保护，因而可以简化操作工艺，提高单元产量。总之，该技术具有操作工艺简单、成本低廉和无污染等优点，具有良好的社会效益和经济效益。如上所述的高密度高比表面活性炭的密度范围是0.4～0.8g/cm3。苯吸附量的范围为0.8～1.3g/g。所制得高比表面积活性炭成型物具有较高的密度和强度，因此可用于溶剂回收、吸附分离、催化反应和储能等领域。此外，本专利技术制备的高比表面积活性炭的外形可根据使用需要进行调整，如不同尺寸的条状物和块状物。具体实施方式：实施例1用5毫升水稀释3克改性淀粉粘合剂后，加入到10克高比表面积活性炭粉末(石油焦基)中，用研钵充分研磨混合形成胶泥状物，再将其放入螺旋挤条器中挤压成直径为4mm的条状物，将成型物放到马福炉中，以2℃/分的升温速率加热到180℃，并保持1.5小时后，即可得到直径为4mm的条状高比表面积活性炭。样品的密度为0.4g/cm3，在室温条件下，吸附苯的重量百分数为120％(40小时)，相应的高比表面积活性炭粉末的吸附苯的重量百分数为125％。实施例2称5克改性淀粉粘合剂和5克高比表面积活性炭粉末(石油焦基)，将粘合剂直接加入到高比表面积活性炭粉末中，在研钵研磨充分混合后，-->形成胶泥状物。再将胶泥状物放到螺旋挤条器中，挤压形成直径为2毫米的条状。将该条状炭放到马福炉中，以5℃/分升温速率加热到200℃，保温1小时后，取出后即可得到直径约为2毫米的条状高比表面积活性炭。该样品的密度为0.7g/cm3，室温条件下，吸附苯的重量百分数为80％(40小时)，相应的高比表面积活性炭粉末的吸附苯的重量百分数为125％。实施例3称4克改性淀粉粘合剂和10克高比表面积活性炭粉末(石油焦基)，用5毫升水稀释粘合剂后，加入到高比表面积活性炭粉末中，用研钵充分研磨形成胶泥状物后，在螺旋挤压机中挤成直径为1mm的条状物，成型物放入马福炉中，以2℃/分的升温速率加热到220℃，保温0.5小时后，即可得直径为1mm的条状高比表面积活性炭。该样品的密度为0.6g/cm3，在室温条件下，苯吸附的重量百分数为115％(40小时)，相应的高比表面积活性炭粉末的苯吸附的重量百分数为125％。实施例4称2克改性淀粉粘合剂和6克高比表面积活性炭粉末(石油焦基)，用4毫升水稀释粘合剂后，加入到活性炭粉末中，用研钵充分研磨混合均匀，形成胶泥状物。将形成的胶泥状的物料放入螺旋挤条器中，挤压成直径为2毫米左右的条状物，然后将它放入马福炉中，以10℃/分的升温速率加热到180℃，保温1小时后，即可得到直径为2毫米左右的柱状活性炭。该样品的密度为0.6g/cm3，室温条件下，苯吸附的重量百分数为130％(40小时)，相应的高比表面积活性炭粉末的苯吸附的重量百分数为140％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高密度高比表面活性炭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、在高比表面积活性炭粉末中，加入一种水溶性改性淀粉粘合剂，粘合剂的使用量为20-60wt％，在研磨混合过程中，加入水调节混合物的干湿度，制成胶泥状混合物；(2)、将胶泥状混合物放入螺旋挤压成条机中，挤压成直径为1-4mm的条状炭；(3)、将成型后的条状炭以2-20℃/分升温速率加热到160～220℃进行干燥和固化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳国强，郭向云，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：