[发明专利]表面含有磺酸基的球形活性炭的制备方法及其产物和用途

权利要求书

1.一种表面含有磺酸基的球形活性炭的制备方法，包括如下步骤：

1）将球形聚合物进行第一次磺化处理和碳化处理，任选地随后进行第二次磺化处理，

所述聚合物是经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物；

当使用未经磺化的聚合物时，在碳化过程中原位进行第一次磺化处理；所述第一次磺化处理是将经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物与磺化剂接触进行；所述第二次磺化处理是将碳化后的产物与磺化剂接触进行；

所述磺化剂选自硫酸、发烟硫酸、SO₃中的一种或多种的混合物；

第一次磺化处理步骤中，未经磺化的球形聚合物与磺化剂的总重量比是1:1~1:3；经磺化的球形聚合物与磺化剂的总重量比是1:1~1:1.5；

第二次磺化处理步骤中，碳化后的产物与磺化剂的总重量比是1:1~1:1.5；

所述碳化是在惰性气氛或者在惰性气体和氧气的混合气氛下进行；首先在第一温度区域碳化，然后进入第二温度区域碳化，其中第一温度区域的温度是150~350℃；第二温度区域的温度为450~650℃；

其中，步骤1）得到的产物的磺酸基的密度为1.0-1.4mmol/g；

2）将步骤1）得到的产物活化；所述活化包括第一活化步骤和第二活化步骤；

所述第一活化步骤的温度为850-950℃；

所述第一活化步骤的气氛包含水蒸气/氮气的混合物；所述第一活化步骤的气氛不包含氧化碳类、氧气和氨；所述氮气和水蒸气的体积比为4:1；

所述第二活化步骤的温度为850-950℃；

所述第二活化步骤的气氛包含CO₂与氮气的混合物；氮气与CO₂的体积比为3:1；

所述第二活化步骤的气氛不包含水蒸气。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述温度区域的温度彼此不相同，或者碳化在梯度上升的温度下进行。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物是均聚物或共聚物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当在碳化步骤之前进行第一次磺化处理时，磺化步骤的温度为80-150℃；

当在碳化步骤之后进行第二次磺化处理时，磺化步骤的温度为80-150℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磺化是在惰性气体气氛下进行的，所述惰性气体选自氮气、氦气、氩气中的一种或多种的混合物。