[发明专利]一种活性炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种活性炭，其原料包括：木质炭粉70‑80份，常温粘结剂1‑6份，高温粘结剂15‑20份，增粘剂3‑5份，助挤剂0.5‑1份，偶联剂0.1‑0.5份，以及占以上组分总质量35‑45％的水；还涉及一种活性炭的制备方法，其包括粉碎筛分，配料混合，捏合，陈腐，挤出成型，干燥，同时进行炭化和活化。本发明以高温沥青、腐殖酸钠、磺化酚醛树脂替代危险化学品煤焦油作为粘接剂，减少了制备过程中VOCs气体排放，降低了环境污染，通过增粘剂、偶联剂提高粘接剂的粘接效果，提高活性炭的耐磨强度和吸附能力，活性炭的耐磨强度达到98％，碘值可达到900mg/g，灰分小于10％，可用于一些对活性炭耐磨强度和吸附能力都有较高要求的应用场景，如脱硫脱硝催化剂、黄金提取。

技术领域

本发明涉及一种活性炭及其制备方法，属于活性炭技术领域。

背景技术

活性炭为一种具有发达孔隙结构、大比表面积、强选择性吸附能力的碳材料，现已被广泛应用于有毒有害气体净化处理、水处理、制药工业、食品工业、电子行业等领域。目前活性炭多以粉末状和无定型颗粒状为主，这类活性炭存在堆积密度较小、储存运输困难，容易造成粉尘污染，使用过程中流失率高，循环回收利用困难等缺点，较大程度上限制了其应用与推广。当前解决这一难题的通常做法是将活性炭与粘结剂混合加工成柱状、蜂窝状等成型活性炭。

然而，目前制备的成型活性炭仍存在一些较难解决的问题：一方面，目前工业生产普遍采用煤焦油作为成型粘结剂，而煤焦油已经被列为危险化学品，在生产和使用过程中存在严重的VOCs污染超标问题；另一方面，粘结剂的加入对活性炭吸附能力存在负面影响，成型活性炭很难在具有高吸附性能的同时保持较好耐磨强度和耐压强度，目前市售的木质柱状活性炭性能均达不到同时满足耐磨强度大于98％，碘值大于900mg/g，灰分小于10％的性能要求。

发明内容

本发明针对现有的成型活性炭存在VOCs污染超标、活性炭吸附能力降低的问题，提供一种性能优异、无污染、吸附能力强的活性炭，同时达到耐磨强度大于98％，碘值大于900mg/g，灰分小于10％。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种活性炭，其原料包括：木质炭粉70-80份，常温粘结剂1-6份，高温粘结剂15-20份，增粘剂3-5份，助挤剂0.5-1份，偶联剂0.1-0.5份，以及占以上组分总质量35-45％的水。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述常温粘结剂为黄糊精、改性淀粉、聚乙烯醇中的一种或两种。

采取上述进一步技术方案的有益效果是，常温粘结剂黄糊精、改性淀粉和聚乙烯醇在常温下具有良好的粘结性能，可以在挤出过程中使中间制品炭生坯获得良好的初始成型效果，在炭生坯在炭化和活化前即具有良好的机械性能，尤其可以提高中间制品的耐磨强度。

进一步，所述黄糊精浓度为40-50％，所述黄糊精使用前先通过水溶解，然后搅拌至糊精充分糊化溶解后再使用；所述聚乙烯醇为冷水速溶型聚乙烯醇。

进一步，所述高温粘结剂为高温沥青、腐殖酸钠、磺化酚醛树脂中的一种或多种。

采取上述进一步技术方案的有益效果是，以高温沥青、腐殖酸钠、磺化酚醛树脂替代煤焦油，减少了制备过程中VOCs气体排放，降低了环境污染；而腐殖酸钠自身是一种比较稳定的具有芳香结构的天然大分子有机质，由稀疏的芳香环连结一起构成稀疏的网状结构，该结构中有许多大小不一的空洞孔隙，由于其具有复杂的结构和多种功能团，因而具有很高的反应活性和较强的吸附性能，使成型活性炭具有更强的吸附能力；几种粘结剂高温沥青、腐殖酸钠、磺化酚醛树脂的组合可以起到协同增益的效果，增强高温粘结性能，同时减少对炭化、活化后的活性炭的吸附能力的影响。