[发明专利]一种改善活性炭二氧化碳吸附性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善活性炭二氧化碳吸附性能的技术，尤其是涉及一种原料活性炭为类分子筛型结构的活性炭的二氧化碳吸附性能的改善方法。

背景技术

类分子筛型活性炭产品具有特殊的微孔分布，微孔发达又高度集中,主要应用在高纯气体净化工艺上。在石油化工行业变压吸附精制氢气领域得到广泛应用的类分子筛型活性炭产品，主要用于吸附去除二氧化碳杂质气体，因此，活性炭的二氧化碳吸附性能优劣非常关键。研究表明，活性炭的孔径结构及表面性质是影响其二氧化碳吸附性能的主要因素。

发明内容

本发明提供一种改善活性炭二氧化碳吸附性能的技术，尤其是涉及一种原料活性炭为类分子筛型结构的活性炭的二氧化碳吸附性能的改善方法。是采用浸渍工艺，通过改变活性炭表面官能团性质的方法来提高活性炭的二氧化碳吸附性能。由本发明制得的活性炭产品具有二氧化碳吸附效果好的优点，能用于高纯气体的净化工艺，提高气体净化效率。

本发明采用如下技术方案为：一种改善活性炭二氧化碳吸附性能的方法，对类分子筛型活性炭采用浸渍工艺改良，浸渍液由1-3mol/L的硫酸钾溶液及0.5mol/L的过硫酸铵溶液组成，浸渍液与活性炭充分混合至无气泡，然后加热至50-70℃，保温至溶液完全反应直至消失，再用蒸馏水洗涤活性炭，洗涤完后在120-150℃下干燥至恒重，即得活性炭产品。

硫酸钾溶液和过硫酸铵溶液按体积比1：1混合，按每50ml-100ml浸渍液中加入50克活性炭的比例进行浸渍处理。

浸渍液由1mol/L的硫酸钾溶液及0.5mol/L的过硫酸铵溶液组成，按每50ml-100ml浸渍液中加入50克活性炭的比例混合。

所述的类分子筛型活性炭为煤质或椰壳类分子筛型活性炭。

所述的类分子筛型活性炭，其中半径小于的孔容占总的孔容的大于90%，按BET计算方法比表面积在800m²/g-1150m²/g，在测试温度25℃，测试气体压力0.1MPa（绝压），抽空真空度-0.093MPa（表压）的条件下，二氧化碳吸附量指标在50ml/g以上，产品的耐磨强度在98%以上。

有益效果：

1、本发明技术在类分子筛型活性炭孔隙结构已经定型、其二氧化碳吸附量已为定值的基础上，采用浸渍工艺，特别选择了由1－3mol/L的硫酸钾溶液及0.5mol/L的过硫酸铵溶液组成（硫酸钾溶液：过硫酸铵溶液＝1：1（体积））的浸渍液处理类分子筛型活性炭原料，显著改变活性炭表面官能团性质，通过改变活性炭表面性质的方法来进一步提高活性炭的二氧化碳吸附性能，在原来基础上活性炭的二氧化碳吸附量增加20-40%。产品用于高纯气体的净化工艺，能进一步显著提高气体净化效率。对于同样的吸附装置，可以减少活性炭的使用量并改善产品气体的纯度，从而带来显著的经济效益。

2、本发明的技术适用于所有类型的用于以吸附二氧化碳为主的类分子筛型活性炭。所述的类分子筛型活性炭，其中半径小于的孔容占总的孔容的大于90%，按BET计算方法比表面积在800m²/g-1150m²/g，在测试温度25℃，测试气体压力0.1MPa（绝压），抽空真空度-0.093MPa（表压）的条件下，二氧化碳吸附量指标在50ml/g以上，产品的耐磨强度在98%以上。经浸渍改性后，活性炭表面的羟基和羧基官能团大幅增加，而原有孔结构不会改变（活化工艺决定了活性炭的孔径结构），改性后的活性炭二氧化碳吸附量提高20％以上,达60ml/g以上。

3、本发明采用的硫酸钾和过硫酸铵混合浸渍液，对生产设备无任何腐蚀，基本上无环境污染。

附图说明

图1活性炭的二氧化碳吸附量测试装置图。

1—二氧化碳气源、2—压力计、3—硅胶干燥瓶、4—转子流量计、5—蛇形管、6—吸附管、7—恒温水浴器、8—气体缓冲瓶、9—真空表、10—真空泵、K1～K5为旋塞。

图2活性炭的红外光谱。

具体实施方式

本发明的活性炭的二氧化碳吸附量测试装置为图1所示，活性炭二氧化碳吸附量测试方法为：

将活性炭样在110±5℃烘干至恒重，置于干燥器中备用，将吸附管擦净后称量为m1(连同管塞，精确至1mg),把准备好的试样分二至三次装入吸附管中，炭层高（10±0.2）㎝（振实后的高度），装填后，将管塞涂上凡士林旋好，连同管塞称量再称量为m2（精确至1mg)。称量完毕，将吸附管垂直插入恒温水浴中（水浴温度25℃）。