一种成型碳基材料的制备方法，其特征是它包括以下步骤：（1）将粉末活性炭或颗粒活性炭球磨；(2）将球磨后的活性炭粉末与硝酸铁、硅酸铝、沥青和壳聚糖混合；（3）将上述浆料加热搅拌形成稳定的高含固量浆料；（4）将经步骤（3）处理后的浆料倒在载体的顶端面处，并将载体沿孔道方向垂直放置，或按载体孔道方向与垂直方向角度不大于30度垂直放置；随后使载体形成上下往复振动，振动频率为10~60Hz，振幅为1~10mm，在振动过程中，浆料在自重作用下被快速地均匀涂载到载体上，形成厚度为0.5~5mm的浆料层；（5）经四次升降温烘干处理即得本发明专利技术的成型碳基材料。本发明专利技术不仅能提高活性炭成型材料的空间接触面积，有效降低气流阻力，而且有利于进行表面改性等二次开发。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂的制备方法，尤其是一种活性碳催化剂的制备方法，具体地说是一种。
技术介绍
众所周知，以活性炭为代表的碳基材料具有微孔丰富、比表面积大、活性位点多、活性组分负载量大等优点，在吸附材料、催化材料中有着广泛且重要的应用。活性炭的制备来源主要是煤和生物质，成品形态一般为破碎颗粒活性炭和柱状颗粒活性炭，在实际应用中以填充态工作，填充密度较大，由于填充层的填充密度较大容易造成较大的流动阻力。 以往活性炭的应用多用于吸附净化废水、废气等场合中，由于流速不大，活性炭填充层不会产生较大的阻力。而近年来活性炭的应用趋势向着低温型催化剂以及分离提纯型吸附材料发展，此时往往要在高流速或高空速下工作，若仍采用破碎颗粒活性炭或柱状颗粒活性炭，将会产生较大的阻力而容易导致应用困难。为此，就需要将活性炭等碳基材料制成形状规整的成型材料，在提高活性炭成型材料的空间接触面积的同时，可有效降低气流阻力，而且该成型材料还便于进行表面改性等二次开发工作。由此可见，将活性炭等碳基材料制备为成型材料，具有明显的应用优势。成为新型碳基材料的发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的活性碳吸附材料在高流速和高空速工作要求下会产生较大的阻力而容易导致应用困难的问题，专利技术一种将活性炭等碳基材料制成形状规整的成型材料的，在提高活性炭成型材料的空间接触面积的同时，可有效降低气流阻力，同时便于进行表面改性等二次开发工作。本专利技术的技术方案是 一种，其特征是它包括以下步骤 (1)将粉末活性炭或颗粒活性炭球磨至中位径在50微米以下，并要求原料活性炭中的碳元素含量不低于85% ； (2)将球磨后的活性炭粉末与硝酸铁、硅酸铝、浙青、壳聚糖等物质混合，物料混合的质量比为活性炭粉硝酸铁硅酸铝浙青壳聚糖=(5(Γ90) (Γ5) (Γ5) :(4 20)(4 20)，将含有乙醇浓度为10 30%的水溶液加热到4(T60°C后，与上述混合物料调制成含固率在20% 50%的浆料； (3)将上述浆料加热至6(T80°C，搅拌I.5-2. 5小时，形成稳定的高含固量浆料；(4)采用整体式多孔蜂窝载体、波纹板式载体或者波纹丝网式载体作为载体，将经步骤(3)处理后的浆料倒在载体的顶端面处，并将载体沿孔道方向垂直放置，或按载体孔道方向与垂直方向角度不大于30度垂直放置；随后使载体形成上下往复振动，振动频率为10飞0Hz，振幅为f 10mm，在振动过程中，浆料在自重作用下被快速地均匀涂载到载体上，形成厚度为O. 5^5mm的浆料层； (5)将上述涂载了浆料的载体以8-12°C /分钟升温至120 140°C，保温25 35分钟，在此过程中采用空气鼓吹方式加热；然后以15-25°C /分钟升温至280-320°C，保温25 35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于5% ;然后再以8-12°C /分钟升温至430-470°C，保温25 35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于1%，保护性气体可以采用氮气或二氧化碳；然后，以15_25°C /分钟降温至130 170°C，随后自然冷却至室温，取出即成为成型碳基材料。所述的硝酸铁为粘结剂，硅酸铝为粘结固化剂，浙青为粘结剂和炭化剂，壳聚糖为表面活性剂，所述的配制而成的浆料的分子量在200(Γ6000之间。所述的载体材料为无机材料或金属材料。控制载体上下往复振动时向下运动的时间比向上运动的时间长到少5倍。 本专利技术的有益效果 本专利技术的成型碳基材料从材料性质上讲既保留了原料活性炭的基本性质，即发达的孔隙与比表面积，同时又由于具有大量的接触面积，大大提高了传质速率，提高了所需要的反应效率。本专利技术方法简单，制造方便，成本低。本专利技术不仅能提高活性炭成型材料的空间接触面积，有效降低气流阻力，而且有利于进行表面改性等二次开发。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一。一种是 (I)将50kg粉末活性炭或颗粒活性炭球磨至中位径在50微米以下，并要求原料活性炭中的碳兀素含量不低于85%。(2)将球磨后的活性炭粉末与硝酸铁1kg、硅酸铝1kg、浙青4kg、壳聚糖4物质混合，将含有乙醇浓度为10%的水溶液96kg加热到40°C后，与上述混合物料调制成含固率在20%的浆料。在上述物料中，硝酸铁为粘结剂，硅酸铝为粘结固化剂，浙青为粘结剂和炭化齐U，壳聚糖为表面活性剂，其分子量在200(Γ6000之间。(3)将上述物料加热至60°C，搅拌I. 5小时，形成稳定的高含固量浆料。(4)采用整体式多孔蜂窝载体或者波纹板式载体或者波纹丝网式载体，作为载体材料，载体材料可以是无机材料或金属材料。将(3)中浆料倒在载体的顶端面处，并将载体沿孔道方向垂直放置，或按载体孔道方向与垂直方向角度不大于30度垂直放置。随后使载体形成上下往复振动，振动频率为1(T60 Hz，振幅为f 10mm，振动方式为向下运动的时间比向上运动的时间长5倍以上。在这种振动过程中，浆料在自重作用下被快速地均匀涂载到载体上，厚度在O. 5^5mm之间。(5)将上述涂载了浆料的载体以8°C /分钟升温至120°C，保温25分钟，在此过程中进行空气鼓吹方式加热；然后以15°C /分钟升温至280°C，保温25分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于5% ;然后再以8°C /分钟升温至430°C，保温25分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于1%，保护性气体可以采用氮气或二氧化碳。然后，以15°c /分钟降温至130°C，随后自然冷却至室温，取出即成为成型的碳基材料。实施例二。 一种是 (I)将粉末活性炭或颗粒活性炭90kg球磨至中位径在50微米以下，并要求原料活性炭中的碳元素含量不低于85%。(2)将球磨后的活性炭粉末与硝酸铁5kg、硅酸铝5kg、浙青20kg、壳聚糖20等物质混合，将含有乙醇浓度为30%的水溶液140kg加热到60°C后，与上述混合物料调制成含固率在50%的浆料。在上述物料中，硝酸铁为粘结剂，硅酸铝为粘结固化剂，浙青为粘结剂和炭化剂，壳聚糖为表面活性剂，其分子量在200(Γ6000之间。(3)将上述物料加热至80°C，搅拌2. 5小时，形成稳定的高含固量浆料。(4)采用整体式多孔蜂窝载体或者波纹板式载体或者波纹丝网式载体，作为载体材料，载体材料可以是无机材料或金属材料。将(3)中浆料倒在载体的顶端面处，并将载体沿孔道方向垂直放置，或按载体孔道方向与垂直方向角度不大于30度垂直放置。随后使载体形成上下往复振动，振动频率为1(T60 Hz，振幅为f 10mm，振动方式为向下运动的时间比向上运动的时间长5倍以上。在这种振动过程中，浆料在自重作用下被快速地均匀涂载到载体上，厚度在O. 5^5mm之间。(5)将上述涂载了浆料的载体以12°C /分钟升温至140°C，保温35分钟，在此过程中进行空气鼓吹方式加热；然后以25°C /分钟升温至320°C，保温35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于5% ;然后再以12°C /分钟升温至470°C，保温35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于1%，保护性气体可以采用氮气或二氧化碳。然后，以25°C /分钟降温至170°C，随后自然冷却至室温，取出即成为成型的碳基材料。实施例三本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成型碳基材料的制备方法，其特征是它包括以下步骤：（1）将粉末活性炭或颗粒活性炭球磨至中位径在50微米以下，并要求原料活性炭中的碳元素含量不低于85%；???????（2）将球磨后的活性炭粉末与硝酸铁、硅酸铝、沥青、壳聚糖物质混合，物料混合的质量比为活性炭粉：硝酸铁：硅酸铝：沥青：壳聚糖=(50~90)?：(1~5)：(1~5)：(4~20)：(4~20)，将含有乙醇浓度为10~30%的水溶液加热到40~60℃后，与上述混合物料调制成含固率在20%~50%的浆料；???????（3）将上述浆料加热至60~80℃，搅拌1.5?2.5小时，形成稳定的高含固量浆料；???????（4）采用整体式多孔蜂窝载体、波纹板式载体或者波纹丝网式载体作为载体，将经步骤（3）处理后的浆料倒在载体的顶端面处，并将载体沿孔道方向垂直放置，或按载体孔道方向与垂直方向角度不大于30度垂直放置；随后使载体形成上下往复振动，振动频率为10~60?Hz，振幅为1~10mm，在振动过程中，浆料在自重作用下被快速地均匀涂载到载体上，形成厚度为0.5~5mm的浆料层；???????（5）将上述涂载了浆料的载体以8?12℃/分钟升温至120～140℃，保温25～35分钟，在此过程中采用空气鼓吹方式加热；然后以15?25℃/分钟升温至280?320℃，保温25～35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于5%；然后再以8?12℃/分钟升温至430?470℃，保温25～35分钟，在此过程中控制鼓吹气体中的氧含量小于1%，保护性气体可以采用氮气或二氧化碳；然后，以15?25℃/分钟降温至130～170℃，随后自然冷却至室温，取出即成为成型碳基材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚惠娟，陈泽智，余珉，王梦秋，樊杨梅，马莎莎，虞辉，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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