一种热解-常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法技术

本发明专利技术属于多孔炭材料制备领域，提出一种热解‑常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法。首先将原料沥青和烟煤分别进行研磨、筛分，其次，按照一定的质量配比将沥青和烟煤使用球磨机混合均匀，并振实成形，得到预制坯，将预制坯置于坩埚炉内，在半封闭的环境下进行热解过程，随后得到多孔炭生料坯；而后将多孔炭生料坯置于烧结炉内，在氩气常压保护下进行炭化过程，制得高强度多孔炭材料。该方法成本低，工艺简便，可提高制品的抗压强度，并获得形状可控，具有一定吸附能力的多孔炭材料。

A Pyrolysis-Atmospheric Pressure Carbonization Method for Preparing High Strength Block Porous Carbon

The invention belongs to the field of porous carbon material preparation, and proposes a method for preparing high strength bulk porous carbon by pyrolysis and atmospheric carbonization. First, raw asphalt and bituminous coal are grinded and screened separately. Secondly, according to a certain mass ratio, asphalt and bituminous coal are mixed evenly by ball mill and compacted to form prefabricated billet. The prefabricated billet is placed in crucible furnace, pyrolysis process is carried out in semi-enclosed environment, and then porous carbon raw billet is obtained. Then, porous carbon raw billet is placed in sintering furnace and in argon gas. High strength porous carbon materials were prepared by carbonization under atmospheric pressure. The method has the advantages of low cost, simple process, high compressive strength of products, controllable shape and certain adsorption capacity of porous carbon materials.

【技术实现步骤摘要】
一种热解-常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法
本专利技术属于多孔炭材料制备领域，具体涉及一种热解-常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法。
技术介绍
由于多孔炭材料在炭化、石墨化的过程中，需经2000℃以上的温度进行反应及相的转变过程，因此多孔炭材料通常具有较好的耐高温性能。1964年由WalterFord通过热解热固性酚醛泡沫获得的泡沫炭。孔壁呈非石墨化状态，具有良好的绝缘、隔热的功能，热导率很低，小于1W/(m·K)。在惰性气氛或氧气稀薄的状态下，可以承受3000℃高温，根据多孔炭材料的这一性能，高强度多孔炭材料在耐高温、缓冲防爆等领域具有广泛的使用前景。美国率先将多孔炭材料使用在航空航天以及军事车辆、坦克、飞机防火抑爆的填充材料等方面。近几年国内也开始了高强度多孔炭的研究，王恩民等人利用碱式碳酸镁的催化功能及易分解特性，实现间苯二酚、甲醛的快速凝胶，炭化得到孔隙发达的整体式多孔炭(MCM-Mg)，其轴向抗压强度达9.4MPa；湖南大学的商玲玲选择生石油焦粉为原料，以KHCO3作为主要活化剂，并结合水蒸气活化，制备得到的块状多孔炭材料其抗压强度为4.7MPa。对于高强度多孔炭材料研发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热解‑常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)原料为烟煤和沥青，分别进行研磨以及筛分，原料粒径为109μm以下，按照沥青与烟煤质量配比1:2混合，采用球磨机混合1h以上，得到均匀的原料混合物；(2)将步骤(1)的混合物放入坩埚或模具中采用振实成形，振动直到粉末填装高度不再减小为止，制得预制坯；(3)将(2)中制得的预制坯采用半封闭体系，进行预氧化热解，热解温度取500～525℃，升温速率为5～15℃/min，热解保温时间取25～40min，制得多孔炭生料；(4)将(3)中制得的多孔炭生料置于炭化烧结炉内，将烧结炉抽真空，然后关闭真空泵，向炉内充入氩气，重复3...

【技术特征摘要】
1.一种热解-常压炭化制备高强度块状多孔炭的方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)原料为烟煤和沥青，分别进行研磨以及筛分，原料粒径为109μm以下，按照沥青与烟煤质量配比1:2混合，采用球磨机混合1h以上，得到均匀的原料混合物；(2)将步骤(1)的混合物放入坩埚或模具中采用振实成形，振动直到粉末填装高度不再减小为止，制得预制坯；(3)将(2)中制得的预制坯采用半封闭体系，进行预氧化热解，热解温度取500～525℃，升温速率为5～15℃/min，热解保温时间取25～40min，制得多孔炭生料；(4)将(3)中制得的多孔炭生料置于炭化烧结炉内，将烧结炉抽真空，然后关闭真空泵，向炉内充入氩气，重复3次，进行洗气操作，最后通入氩气使炉内压力恢复到一个大气压，并关闭烧结炉的气体通道开关；(5)进行炭化升温操作，在室温至500℃的温度段，采用以额定功率的方式升温；待炉内温度升至500℃后，以5～15℃/min的升温速率，从500℃升至炭化温度800～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洪杰，徐建荣，崔鑫，张志刚，吴林丽，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21