[发明专利]一种物理活化制备中孔竹质活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种物理活化制备中孔竹质活性炭的方法，涉及中孔活性炭制备技术领域，包括以下步骤：将竹材粉碎成竹屑，加入氨基磺酸固体，研磨细化，得混合粉末；将混合粉末加入到造粒机中得到规整的竹材颗粒；将竹材颗粒在缺氧条件下干馏炭化，得到炭化竹炭；将炭化竹炭粉碎，过筛，在高温条件下采用蒸汽、气体活化法进行活化，得到中孔竹质活性炭。本发明利用固态氨基磺酸与竹屑在干态下研磨细化，使得氨基磺酸晶粒均匀镶嵌在竹材纤维上，预处理竹材，再进行后续炭化活化等步骤，制得的竹质活性炭比表面积大，中孔极为丰富，该方法实现了完全物理活化制备中孔竹质活性炭，工艺路线简单，为清洁制备高性能中孔竹质活性炭开辟了新的途径。

技术领域

本发明涉及中孔活性炭制备技术领域，具体涉及一种物理活化制备中孔竹质活性炭的方法。

背景技术

活性炭是一类由含炭物质制造的微晶质炭， 其外观呈黑色、 内部孔隙结构发达、比表面积大、 吸附能力强，因此被作为优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附液相和气相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的，已广泛应用于食品、饮料、医药、水处理、气体净化与回收、化工、冶炼、农业等领域。近年来，随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高，人们对空气、食品、药品、饮用水的安全性、纯净度等生存环境提出更高要求，活性炭的市场需求不断扩大。对活性炭需求量急增,而且对活性炭的吸附性、可控性、安全性要求越来越高。因此竹质活性炭以微孔构造明显，易于形成固体物炭比表面积、吸附性能和孔径分布等方面都有其自身的特点。成为发展的重点。

活性炭作为一种吸附材料，其比表面积和微孔直接决定了其吸附量和吸附能力。通常的，活性炭具有出色的吸附性能。但在实际的应用中，进行吸附时需要对多种大小不一的分子或微颗粒进行吸附，特别是对一些大分子物质的吸附，微孔性的活性炭所受到的限制越来越明显，因此制备具有大量中孔孔隙的活性炭对于活性炭的应用意义重大。现有竹质中孔活性炭的获得大都采用化学活化的方法。化学活化制备得到的竹质活性炭不但比表面积大，而且中孔占有率高，其吸附量和吸附适应性较好。然而，由于采用了化学活性剂，需要对活性炭后期处理，一方面，会造成污染；另一方面，后续处理过程繁杂，且得到的活性炭在水净化、食品、医疗等领域受到限制。出于对环境保护的要求，活性炭生产期望利用完全物理活化的过程进行，特别是对于竹质活性炭，应用领域集中在水净化、食品和医疗等领域，减少制备过程有毒有害物的引入是关键。一直以来，竹质活性炭采用高温热解碳化，水蒸气或二氧化碳800℃以上的高温中活化来获得。尽管没有引入有毒有害物，但反应温度高、耗时长、能耗高，得到的活性炭比表面积低，中孔占有率低，成为竹质活性炭向高品质发展的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理活化制备中孔竹质活性炭的方法，是将氨基磺酸固体和竹屑一起研磨细化，对竹屑进行预处理，然后采用完全物理活化的方法，制得的竹质活性炭具有高比表面积、高中孔率。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种物理活化制备中孔竹质活性炭的方法，包括以下步骤：

S1、将竹材粉碎成竹屑，然后向竹屑中加入氨基磺酸固体，研磨细化，得混合粉末；

S2、将混合粉末加入到造粒机中，经压制或连续挤压得到规整的竹材颗粒；

S3、将竹材颗粒在缺氧条件下干馏炭化，得到炭化竹炭；

S4、将炭化竹炭粉碎，过筛，在高温条件下采用蒸汽、气体活化法进行活化，得到中孔竹质活性炭。

优选地，所述步骤S1中竹屑与氨基磺酸的质量比为10：1-3。

优选地，所述步骤S1中竹屑的粒度为10-30目，含水量为12-18%。

优选地，所述步骤S3中干馏炭化的温度为300-400℃，干馏时间为30-60min。