【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于活性炭，涉及一种汽车炭罐用活性炭，尤其涉及一种车用活性炭及制备方法。
技术介绍
1、汽油是一种易挥发的燃料，汽车运行或熄火时，油箱内的燃油很快挥发增加油箱内部的压力，当压力到达一定值时就会产生一定的危险，所以人们想办法平衡压力，最初是将油箱盖做成了限压阀，当压力高过某一值时，限压阀就打开，把汽油蒸汽排到大气中。后来，出于对节约燃料和保护环境的考虑，设置了炭罐，炭罐一般装在汽油箱和发动机之间，炭罐内部由吸附性很强的活性炭填充，油箱中多余的燃油蒸汽不再排到大气中，而是有一根管子引入活性炭罐，由活性炭吸附燃油蒸汽。当汽车开动的时候，活性炭罐电磁阀适时打开，将吸收的燃油蒸汽重新倒入进气管，以达到节约燃油和环保的目的。
2、车用炭罐利用活性炭的吸附脱附特性，将燃油系统产生的蒸汽吸附在活性炭罐内，防止燃油系统因呼吸作用直接排放到大气。再通过发动机进气歧管处的真空度，将活性炭罐中的燃油蒸汽脱附导入至发动机缸内参与燃烧，得到控制与再生。车用活性炭要求具有高比例的直径为2～5nm的中孔，以利于吸附和脱附油气。
3、us8759253b2公开了传统车用活性炭的制备方法，以木屑和果壳/核为原料，采用磷酸为活化剂，经过混捏、炭化、活化制成。专利us5039651以纤维素含量高的稻壳为原料，氯化锌为活化剂，制得了车用活性炭。cn 1815007a公开了一种物理法制备车用活性炭的方法，具体公开了以含70％碳、灰分成分小于4％的无烟煤作原料，在10％二氧化碳、70％氮气和20％水蒸气的混合气体中通过30～50个小时的两次
4、英国研究组论文(carbon,1987,25,4:559-563；carbon vol.25.no.4.pp.565-568,1987；carbon vol 26,no.1pp.7-11.1988；carbon,1992,30,6:907-911)公开了一种以粘胶纤维为原料，分别以磷酸、硼酸与磷酸盐、硼酸盐和碱金属氯盐复合为活化剂，经过炭化、活化步骤制备具有微孔/中孔活性炭纤维的方法。但是该方法的原理为：粘胶纤维中的大量羟基在活化剂的作用下经历纤维素解聚、水解/脱水、形成芳香环状结构和氧化热解的过程。原料中的羟基和碱金属离子之间的相互作用受[na+]/[b]、[na+]/[p]比值，即ph值控制，从而影响反应活性、水解/脱水芳构化过程中的产物以及硼/磷氧化物聚合形成玻璃态物质的程度，以上三点共同决定活性炭纤维的中孔发达程度。即，该方法的反应原理复杂，限制因素较多，不利于大规模生产。
5、因此，有必要提供一种制备方法简单、原料选择范围广的制备方法得到车用活性炭。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种车用活性炭及制备方法，所述制备方法通过对不同功能性的碱金属盐进行复配和活化工艺调控，可实现对活性炭比表面积、孔容以及孔径分布的定向设计，从而达到车用炭的性能要求。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种车用活性炭，述车用活性炭的制备原料包括高碳物质和碱金属复合盐；
4、所述高碳物质的含碳量≥80％，例如可以是80％、82％、84％、86％、88％、90％、94％或98％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
5、所述碱金属复合盐包括碱金属氯盐、碱金属磷盐和碱金属硼盐中的任意两种或三种的组合，典型但非限制性的组合包括：碱金属氯盐和碱金属磷盐的组合，碱金属磷盐和碱金属硼盐的组合，碱金属氯盐和碱金属硼盐的组合，或碱金属氯盐、碱金属磷盐和碱金属硼盐的组合。
6、所述车用活性炭中金属离子与高碳物质的质量比为(0.5～5):100，例如可以是0.5:100、1:100、2:100、3:100、4:100或5:100，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
7、本专利技术提供的车用活性炭的比表面积>1200m2/g，孔容>1cm3/g，中孔孔容>0.5cm3/g，丁烷工作能力(bwc)>10g/100ml，强度>85％。
8、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述碱金属复合盐为碱金属氯盐和碱金属硼盐混合物时，氯元素和硼元素的摩尔比为1:(4～28)，例如可以是1:4、1:8、1:12、1:16、1:20、1:24或1:28，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
9、优选地，所述碱金属复合盐为碱金属氯盐、碱金属磷盐和碱金属硼盐混合物时，氯元素与硼元素和磷元素之和的摩尔比cl:(p+b)为1:(5～35)，例如可以是1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30或1:35，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
10、优选地，所述碱金属复合盐为碱金属磷盐和碱金属硼盐混合物时，磷元素和硼元素的摩尔比为1:(1～4)，例如可以是1:1、1:2、1:3或1:4，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
11、优选地，所述碱金属复合盐为碱金属氯盐和碱金属磷盐混合物时，氯元素和磷元素的摩尔比为1:(1～7)，例如可以是1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6或1:7，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
12、值得说明的是，本专利技术中碱金属复合盐中的碱金属氯盐、碱金属磷盐和碱金属硼盐之间具有协同效应。首先，可按照bwc的设计需求选择组合类型。bwc与碱金属复合盐催化二氧化碳/水蒸气的活性成正相关，催化活性排名:碱金属的氯盐和硼盐复合盐>氯盐、磷盐和硼盐复合盐>磷盐和硼盐复合盐>氯盐和磷盐复合盐；其次，在满足bwc的前提下，按照冲洗率的需要选择复合盐的配比。本专利技术选用上述配比，若配比过低则会导致所述车用活性炭的催化活性不足，若配比过高，则会导致所述车用活性炭中的中孔占比不足。
13、值得说明的是，本专利技术所述碱金属氯盐包括氯化钠和/或氯化钾。
14、优选地，所述碱金属磷盐包括碱金属的正磷酸盐及其酸式盐、聚磷酸盐、焦磷酸盐及其酸式盐、偏磷酸盐或聚偏磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为钠的正磷酸盐及其酸式盐和/或钾的正磷酸盐及其酸式盐。
15、优选地，所述碱金属硼盐包括碱金属的硼酸盐、焦硼酸盐、偏硼酸盐或四硼酸盐中的任意一种或至少两种的组合，优选为钠的四硼酸盐和/或钾的四硼酸盐。
16、作为本专利技术的一个优选技术方案，所述高碳物质包括基体材料或活性炭。
17、优选地，所述基体材料包括矿物类原料和/或炭化物。
18、优选地，所述矿物类原料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车用活性炭，其特征在于，所述车用活性炭的制备原料包括高碳物质和碱金属复合盐；
2.根据权利要求1所述的车用活性炭，其特征在于，所述碱金属复合盐为碱金属氯盐和碱金属硼盐混合物时，氯元素和硼元素的摩尔比为1:(4～28)；
3.根据权利要求1或2所述的车用活性炭，其特征在于，所述高碳物质包括基体材料或活性炭；
4.一种如权利要求1-3任一项所述车用活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括方案A和/或方案B；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述物理活化处理中采用的活化气体包括二氧化碳和/或水蒸气；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述清洗包括依次进行的酸洗和水洗；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，方案B所述粉碎后基体材料的平均粒径为2～100μm；
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，方案B所述炭化的温度为300～900℃，优选为300～600℃；
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述挤出成型得到直径为1.5～
10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括方案A和/或方案B；
...【技术特征摘要】
1.一种车用活性炭，其特征在于，所述车用活性炭的制备原料包括高碳物质和碱金属复合盐；
2.根据权利要求1所述的车用活性炭，其特征在于，所述碱金属复合盐为碱金属氯盐和碱金属硼盐混合物时，氯元素和硼元素的摩尔比为1:(4～28)；
3.根据权利要求1或2所述的车用活性炭，其特征在于，所述高碳物质包括基体材料或活性炭；
4.一种如权利要求1-3任一项所述车用活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括方案a和/或方案b；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述物理活化处理中采用的活化气体包括二氧化碳和/...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈运法，丁焰，赵峰，尹航，刘海弟，吴镇江，李双德，李伟曼，马国军，聂林峰，王晶晶，吉喆，王运静，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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