[发明专利]一种原位成型炭基催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种原位成型炭基催化剂的制备方法，按照本发明设计称取一定量的固废粉体磨粉后备用，用水、微量硝酸常温溶解一定量的铝胶（薄水氧化铝）或改性乙烯聚合物，将配制好的溶液放置12小时以上，按比例加入到备好的固废粉体中，充分搅拌，再将混合均匀的物料通过四柱式液压机进行模压成型，之后将成型料自然晾置48小时，放入烘干设备中在100℃~130℃进行干燥，即可制得新型原位成型炭基催化剂材料。本发明首次提出将形成固废的粉体炭催化剂进行原位成型，制备方式简单、成本低廉，容易实现工业化，具有无可替代的技术优势。

技术领域

本发明涉及金属负载型活性炭制备技术领域，具体为一种原位成型炭基催化剂的制备方法。

背景技术

活性炭作为一种质优价廉的多孔材料在各种领域均有较好的应用。为了改进活性炭的吸附、催化或电学性能，常常对活性炭进行一定程度的改性，其中金属负载改性是提高其性能的常用手段之一。因此，随着相关金属负载型活性炭的应用发展，该行业生产所产生的数量巨大的炭基固废，也造成了严重的环境污染和资源浪费。目前，国内外对此类活性炭处理的方法主要有活化再生法、焚烧处置法、更改用途法等。比较几种方法，更改用途法的增值性更强，产品经济价值更高，但因应用条件的改变，常面临更改后产品适用性差的问题。因此，亟需能够根据废炭基材料物化性质、前后应用环境差异，针对性调控废金属负载型活性炭结构和表面性质的技术和工艺。

炭基催化剂固体危废存在危害人体健康、处理成本高、污染环境等问题，因此，实现固体危废的减量化、资源化、无害化意义重大。由于多为粉体和细小颗粒，在空气净化领域无法直接应用，但因重金属的存在也无法在水体环境中使用，从而导致其作为固体危废，成为急需解决的环保难题。但是处理固废的成本较高，每吨炭催化剂固废送至固定处置点的处置费用为8000元。因此，通过物理、化学等技术方法对炭催化剂废余料进行处理而实现资源化利用和无害化处理不仅可以降低企业固废处理成本，还能解决可能面临的环境问题，是经济效益和环保效益兼得所在。

通过分析炭基催化剂固体废料的组成及物化性质，发现其含有0.01%~0.07%银，1%~10%铜，0.4%~3.0%铬，且载体活性炭具有较高的比表面积，若利用妥当，则在污染物处理、气体净化和回收领域存在着良好的应用前景。

发明内容

本发明方法主要是将固废炭催化剂粉体与一定比例的粘合剂、弱酸盐以及水混合，通过混捏模压成型的方式，在低温下短时间使成型料固化制成具备酸性气体脱除防护能力的新型原位成型炭基催化剂材料。

本发明方法采用炭基催化剂二次成型技术，主要解决炭基催化剂粉体的成型问题。现有炭基催化剂一般采用成品颗粒活性炭为载体，通过浸渍、吸附等手段制备而成，对产生的生产废料也一般采用焚烧的方式进行处理。由于炭基催化剂所使用的载体活性炭都为900℃以上高温活化而成，物料含碳量高达90%以上，且无任何粘性可言，再加上制备的炭基催化剂中还含有5%~10%左右的金属氧化物，要将该类产品产生的固废进行原位成型，并具备一定孔隙和防护能力，制造难度特别大。目前还未发现对生产废料进行二次成型加工恢复炭基催化剂固有特性的技术发明。

本发明方法采用低温固化成型技术，主要解决低温固化粘合剂的选择问题。现有活性炭成型所使用的粘合剂一般为煤焦油、煤沥青、淀粉纤维素等，大部分在成型固化阶段存在活化温度高的难点。本发明为保留炭基催化剂固废的现有特性，避免高温固化对金属组分的性能影响，同时预防高温固化条件下炭基催化剂中金属活性物质的易燃问题，需要选择一种残留量小、固化温度低的粘合剂进行直接成型制备新型炭基催化剂。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种原位成型炭基催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）、制备粘合剂水溶液

粘合剂水溶液a：每升水中加入4.5~5ml硝酸混合后，称取2~3kg薄水氧化铝加入到硝酸与水的混合液中，充分搅拌后放置12h以上备用；