[发明专利]一种轻质成型活性炭的制备工艺

说明书

一种轻质成型活性炭的制备工艺，属于活性炭制备技术领域，可解决现有活性炭的制备工艺会破坏活性炭的孔结构以及所制备的活性炭难以回收再利用的问题，将废旧棉纤维用碳酸钾溶液润湿，120℃烘干；250℃保温1h，预氧化，得到碳质中间相物质；随后磨碎，加入氯化锌并混匀，在10‑25MPa压强下压片成型；最后将压制的碳质中间相片放入管式炉中，以5℃/min的升降温速率，在600‑800℃下，氮气气氛下炭化活化30之后，冷却、酸洗、水洗以及烘干即为轻质成型活性炭。本发明的轻质成型活性炭不需要额外添加粘结剂，利用碳质中间相的粘结作用以及活化剂氯化锌的定型作用相互协同作用制备成型活性炭。活性炭成型效果较好。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种轻质成型活性炭的制备工艺。

背景技术

活性炭由于丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，其吸附性能良好，可用于气体吸附、溶液中离子和有机物吸附、催化剂载体、电容器、电极材料等领域中。制备活性炭的原料非常丰富，有煤炭、各种生物质废弃料、工业废料、有机物质等。在制备活性炭过程中，活性炭产品一般为粉末活性炭和成型活性炭两种在技术不断发展中，对活性炭的性能要求不断提高，现有活性炭性能不能满足不断地需求。

现有制备成型活性炭工艺中，需加入粘结剂起到成型效果。随着粘结剂的不断加入所制备活性炭的孔结构会被大量破坏，而且活性炭的组成会发生变化，吸附效果降低，而且在实际应用过程中难以回收再利用。因此，制备一种既有丰富的孔结构又具有特定形状的活性炭势在必行。

发明内容

本发明针对采用现有活性炭的制备工艺会破坏活性炭的孔结构导致吸附效果降低以及所制备的活性炭难以回收再利用的问题，提供一种轻质成型活性炭的制备工艺。

本发明采用如下技术方案：

一种轻质成型活性炭的制备工艺，包括如下步骤：

第一步，将棉纤维在活化剂溶液中完全浸润5min，直到完全润湿，取出后，在120℃下烘干，得到物质A；

第二步，将第一步中烘干的物质A置于马弗炉中，在250℃下预氧化1h，冷却后，得到碳质中间相；

第三步，将碳质中间相研磨至粒径小于0.075mm的研磨料后，按比例加入活化成型助剂，混合均匀后压片成型，得到炭片；

第四步，将碳片放入管式炉中，通入氮气，以5℃/min的升温速率，升温至600-800℃，炭化活化30min；

第五步，炭化结束后，以5℃/min的降温速率降温至200℃后，停止加热，自然冷却至50℃后，取出清洗烘干即为轻质成型活性炭。

第一步中所述活化剂和棉纤维的质量比为1:0.5-1.2。

第一步中所述棉纤维为废旧棉纤维。

第一步中所述活化剂为碳酸钾。

第三步中所述活化成型助剂为氯化锌，按照碳酸钾和氯化锌的质量比为1:0-0.4的比例加入活化成型助剂。

第三步中所述成型压力为10-25MPa。

进一步地，第三步中所述成型压力为20-25MPa。

进一步地，第四步中所述炭化活化温度为700℃。

第五步中所述清洗过程为：先用蒸馏水煮沸10min，再用浓度为1mol/L的盐酸煮沸10min，最后再用蒸馏水煮沸10min。

本发明中，棉纤维与碳酸钾溶液混合，有利于棉纤维与活化剂均匀混合。

待碳酸钾溶液完全润湿棉纤维之后，在120℃下保温1h，是为了蒸发掉多余的水分。