【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于颗粒炭，具体涉及一种用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法。
技术介绍
1、随着经济的发展和城市化进程的加快，汽车数量在逐年增加，汽车油箱排出的燃油蒸汽便成为城市大气的主要污染源之一。作为汽油的主要成分c4-c12的烷烃，由于其沸点较低(沸点范围约40-200℃))，汽车在运行或停放时，由于环境温差的变化造成油箱中的汽油蒸发加快而发生体积膨胀，因而汽油就会从汽油箱内逃逸出来，弥漫到大气中，成为空气污染源的主要成分之一。目前，国内外大都采用内含颗粒活性炭的活性炭罐，用来吸附油箱中因温差导致汽油蒸发而逃逸出油箱的汽油蒸汽，在汽车行驶时通过程序自动控制，将碳罐中被吸附的汽油蒸汽脱附，被发动机吸入气缸中燃烧。这种颗粒活性炭的吸附性能主要是以正丁烷吸附容量(g/100ml)为主要技术指标，将其称之为车用颗粒活性炭(以下简称车用炭)。
2、常见的吸附回收汽油蒸汽的颗粒活性炭多为以煤质或木质材料为原料，通过磷酸或磷酸氢盐或磷酸二氢盐活化法或碱活化法制得，如专利cn102432006b公开的一种油气回收专用活性炭及其制备方法，该方法包括如下步骤：(1)原煤与添加剂混合后经破碎和磨粉后得混合料，将所述粉料进行挤压成型得成型料；所述添加剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、尿素、钾盐和铵盐中至少一种；(2)将所述成型料进行炭化得炭化产物；(3)所述炭化产物经活化后即得所述活性炭。专利cn105668565b公开的一种油气吸附用活性炭及其制备方法及碳罐，制备方法包括以下步骤：1)将木质原料在惰性气氛下，200～600℃的温度下热处理1～6h
3、以上技术皆为将原料经过粉碎、成型、炭化、活化而制得颗粒活性炭的工艺，存在步骤繁琐的弊端。由粉状活性炭直接制备颗粒活性炭是近些年新兴的一种应急简便工艺，如专利cn105148843b公开的一种活性炭颗粒及其制备方法及碳罐，专利cn111874906b公开的一种椰核壳柱状活性炭及其制备方法，仅需将粉炭与粘结剂混合、混炼、造粒、炭化工艺即可，但为提高强度使用大量无机粘结剂、沥青或煤焦油，无机粘结剂和炭化产生的大量胶质体堵塞孔隙，降低丁烷工作容量，相较于以上常见技术应用受限，因此有必要对粉状活性炭直接制备颗粒活性炭进行改进，以制备一种具有较高丁烷工作容量值、且工艺简单的用于油气回收的成型颗粒炭。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，首先通过端胺基聚醚、壳聚糖作为有机粘结剂和活性炭粉进行初步粘结定型制得前驱体，然后将前驱体浸泡于脂肪族二元醛溶液中进行交联反应进一步定型处理、冷冻干燥制得用于油气回收的成型颗粒炭，壳聚糖、端胺基聚醚、八(氨基苯基三氧硅烷)上的氨基、羟基与醛发生反应形成三维交联凝胶结构，经冷冻干燥得高强度且具有孔隙结构的气凝胶，颗粒炭不仅强度高，同时兼具较高的丁烷工作容量值。
2、为实现上述目的，采取如下具体方案：
3、一种用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，包括如下步骤：
4、1)将壳聚糖、端胺基聚醚加入水中，加酸并搅拌至无不溶物的混合溶液，加入八(氨基苯基三氧硅烷)超声分散，得悬浮液备用；
5、2)向步骤1)悬浮液中加入活性炭粉混合、捏合、造粒、干燥，得前驱体；
6、3)将步骤2)所得前驱体浸泡于脂肪族二元醛溶液进行反应，反应结束后过滤、静置老化、洗涤、预冻、冷冻干燥即得上述用于油气回收的成型颗粒炭。
7、步骤1)所述壳聚糖、端胺基聚醚、八(氨基苯基三氧硅烷)的质量比为3-5:5-10:3-5，所述壳聚糖在混合溶液中的浓度为3-5wt％，所述酸选自乙酸、甲酸、草酸、酒石酸中的一种或两种及以上的组合。所述壳聚糖脱乙酰度80-95％，粘度0.1-1mpa·s；所述端胺基聚醚的数均分子量为200-400g/mol。所述端胺基聚醚为以氨基封端的聚氧化丙烯醚或以氨基封端的聚氧化乙烯醚。所述八(氨基苯基三氧硅烷)(又称氨苯基-poss)是一种具有由si-o交替连接的硅氧骨架组成的无机内核，在其八个顶角上si原子所连接的基团r为反应性苯氨基的纳米尺度有机-无机杂化材料(cas：518359-82-5)。
8、壳聚糖是由一种自然资源十分丰富的线性聚合β物—甲壳质，本专利技术将壳聚糖与端胺基聚醚配合使用，有利于形成复杂的三维交联结构，进而得到高强度颗粒炭。
9、步骤2)所述活性炭粉和步骤1)端胺基聚醚的质量比为100:5-10，所述干燥为在60-100℃干燥6-24h，所述造粒为制备直径为2-5mm、长4-6mm的圆柱体。由于壳聚糖、端胺基聚醚易与脂肪族二元醛发生反应，若步骤1)中加入脂肪族二元醛会导致壳聚糖、端胺基聚醚在颗粒炭中分布不均匀，颗粒炭的强度低，故不能在步骤1)中直接加入脂肪族二元醛；所述捏合温度为20-40℃，捏合时间为0.5-1h。
10、步骤3)所述前驱体和脂肪族二元醛溶液的质量体积比为1g:10-20ml；所述脂肪族二元醛为c2-c5的二元醛，选自乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛中的一种或两种及以上的组合；所述脂肪族二元醛溶液的溶剂为水、浓度为10-20wt％；所述浸泡反应温度80-100℃、时间为0.5-3h；所述静置老化时间为12-48h、温度为20-40℃，所述预冻为在-20℃至-15℃下冷冻24-48h，所述冷冻干燥的方式为：-55℃至-45℃，真空度为10-15pa。
11、所述活性炭粉选自木质活性炭粉、果壳活性炭粉、果核活性炭粉、竹质活性炭粉中的一种或两种及以上的组合；活性炭粉的丁烷工作能力为12-15g/dl，平均粒径为200-400目，比表面积为1800-2200m2/g。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
13、本专利技术首先通过端胺基聚醚、壳聚糖作为有机粘结剂对活性炭粉进行初步粘结定型制得前驱体，然后将前驱体浸泡于脂肪族二元醛溶液中进行交联反应进一步定型处理、冷冻干燥制得用于油气回收的成型颗粒炭，壳聚糖、端胺基聚醚、八(氨基苯基三氧硅烷)上的氨基、羟基与醛发生反应形成三维交联凝胶结构，经冷冻干燥得高强度且具有孔隙结构的气凝胶，最终所得颗粒炭不仅强度高，同时兼具较高的丁烷工作容量值。
14、专利技术人发现，八(氨基苯基三氧硅烷)的使用有利于协同端胺基聚醚、壳聚糖提高颗粒炭的丁烷工作容量值，而十二苯基-笼形聚倍半硅氧烷并没有这样的协同作用。
15、本专利技术不需要高温炭化步骤即可获得较高的丁烷工作容量值，工艺步骤进一步简化、节能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，步骤1)所述壳聚糖、端胺基聚醚、八(氨基苯基三氧硅烷)的质量比为3-5:5-10:3-5。
3.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖在混合溶液中的浓度为3-5wt％。
4.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述酸选自乙酸、甲酸、草酸、酒石酸中的一种或两种及以上的组合；所述壳聚糖脱乙酰度80-95％，粘度0.1-1mPa·s；所述端胺基聚醚的数均分子量为200-400g/mol。
5.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，步骤2)所述活性炭粉和步骤1)端胺基聚醚的质量比为100:5-10。
6.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述干燥为在60-100℃干燥6-24h，所述造粒为制备直径为2-5mm、长4-6mm的圆柱体；所述捏合温度为20-40℃，捏合时间为0.5
7.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，步骤3)所述前驱体和脂肪族二元醛溶液的质量体积比为1g:10-20mL；所述脂肪族二元醛溶液的溶剂为水、浓度为10-20wt％；所述浸泡反应温度80-100℃、时间为0.5-3h。
8.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述脂肪族二元醛为C2-C5的二元醛，选自乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛中的一种或两种及以上的组合。
9.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述预冻为在-20℃-18℃下冷冻24-48h，所述冷冻干燥条件是：-55℃至-45℃，真空度为10-15Pa。
10.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述活性炭粉选自木质活性炭粉、果壳活性炭粉、果核活性炭粉、竹质活性炭粉中的一种或两种及以上的组合；活性炭粉的丁烷工作能力为12-15g/dl，平均粒径为200-400目，比表面积为1800-2200m2/g。
...【技术特征摘要】
1.一种用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，步骤1)所述壳聚糖、端胺基聚醚、八(氨基苯基三氧硅烷)的质量比为3-5:5-10:3-5。
3.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖在混合溶液中的浓度为3-5wt％。
4.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述酸选自乙酸、甲酸、草酸、酒石酸中的一种或两种及以上的组合；所述壳聚糖脱乙酰度80-95％，粘度0.1-1mpa·s；所述端胺基聚醚的数均分子量为200-400g/mol。
5.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，步骤2)所述活性炭粉和步骤1)端胺基聚醚的质量比为100:5-10。
6.根据权利要求1所述用于油气回收的成型颗粒炭的制备方法，其特征在于，所述干燥为在60-100℃干燥6-24h，所述造粒为制备直径为2-5mm、长4-6mm的圆柱体；所述捏合温度为20-...
【专利技术属性】
技术研发人员：官忠明，陈烁宇，陈彪，陈建州，席维城，金绍平，林婵娟，
申请(专利权)人：福建省鑫森炭业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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