[发明专利]一种提高碳材料比表面积的处理方法

说明书

本发明公开了一种提高碳材料比表面积的处理方法，它将碳材料置于管式炉中，通入体积比为0.2~5:1的烟道气和空气的混合气体，于250‑450℃温度下热处理0.5‑4h后，将热处理后的碳材料取出，水洗、干燥，即制得高比表面积的碳材料产品。通过本发明方法处理过的碳材料的比表面积可以得到充分的提升，另外本发明方法的制备过程具有工艺步骤简单、反应时间短等优点，同时本发明中的碳材料与烟道气来源广泛且价格低廉，对设备要求低，适用于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种提高碳材料比表面积的处理方法。

背景技术

当今随着社会工业与经济的发展，汽车行业不断发展壮大，应运而生的轮胎企业也日渐增多，被称为“黑色污染”的废旧轮胎对环境造成严重的污染，同时不正当的处理也是对资源的严重浪费，由此，汽车轮胎的报废促使了橡胶再生加工工业的多元化发展。

废旧轮胎重复利用的常用方法包括将其制作成再生胶或者废旧胎翻新。但是再生胶的性能较低，且近年来全球保意识的逐步提高，再生胶工业显现出了诸多劣势，如耗费能源过多、工艺较为复杂、生产过程产生废水、废渣等造成二次污染；轮胎翻新也有它的局限性，对于废轮胎有着较高的要求，要求胎体完整不受损，翻新次数也是有限的，就导致我国从事废旧胎翻新产业的企业并不多。

废轮胎热解技术成为当下最有效的废轮胎处理技术之一，热解炭黑是废轮胎热解产物之一，它来源于轮胎加工过程中添加的各种炭黑，热解时随着橡胶大分子的分解而积聚沉淀收集起来。废轮胎热解解决了废轮胎堆积带来的危险和危害,废轮胎经过热解可以回收可燃气、油品和热解炭黑,热解炭黑是轮胎热解的关键产物,其品质和市场应用制约着废轮胎热解回收过程的经济性。热解技术不仅解决了“黑色污染”，而且回收了有价值化学品，更因此不会产生二次污染，对废橡胶实现彻底的再生，将产物全部回收作为材料有效再次利用。

因此,如何改善轮胎热解炭黑的性能,提高其使用价值,科学地表征热解炭黑的性能,是废轮胎资源综合利用的重要环节。

木屑、秸秆、畜禽粪便等农、林、养殖业剩余物料或者植物残体为生物质原料，生物质原料在高温氮气氛围下热解得到的一种黑色稳定的高含碳固体化合物，即为生物炭。生物炭是一种廉价且高效的吸附剂，广泛应用于土壤改良、二氧化碳封存、环境修复、资源回收利用等领域，但是其应用价值与其比表面积的大小直接相关，但是热解得到的初始含碳固体化合物的比表面积略低，需进一步加工提升。

烟道气是指煤等化石燃料燃烧时候所产生的对环境有污染的气态物质。因这些物质通常由烟道或烟囱排出。烟道气产生的过程大多是燃料不充分利用，不完全燃烧造成的。由于其温度较高，可用做高温反应(600-700℃)的热载体。工厂通常将烟道气经气体净化装置处理后，直接排放。净化排空的实际烟道气，其体积含量组成通常为：氮气40％-62％、二氧化碳30％-50％、氧2％-10％、水蒸气5％-15％和极少量硫化物等，无机污染物占99％以上；灰尘、粉渣和二氧化硫含量低于1％。烟道气虽然经净化排空，但是其直接排放还是会造成环境污染，且浪费资源。

针对上述技术背景，本发明以廉价且附加值较低的裂解碳黑和生物炭为原材料充分利用烟道气得到了较高比表面积的碳材料，具有非常大的环保意义以及经济意义。

发明内容

针对现有的碳材料加工过程中的技术不足，本申请提供一种可提高碳材料比表面积的处理方法，用于提升碳材料的附加值以及烟道气的有效废气利用。

所述的一种提高碳材料比表面积的处理方法，其特征在于：将碳材料置于管式炉中，通入体积比为0.2～5:1的烟道气和空气的混合气体，于250-450℃温度下热处理0.5-4h后，将热处理后的碳材料取出，水洗、干燥，即制得高比表面积的碳材料产品。

所述的一种提高碳材料比表面积的处理方法，其特征在于：热处理温度为300-400℃，处理时间为1-3h。