[发明专利]活性炭、制备活性炭的原料和坯体以及坯体的制备方法

说明书

本发明公开了活性炭、制备活性炭的原料和坯体以及坯体的制备方法，属于活性炭的技术领域。用于制备高成型率活性炭的原料，包括按重量份数计的竹质炭粉55～70份、多孔黏土矿物20～50份、有机粘结剂3～8份、无机粘接剂5～10份、水30～45份。本发明的蜂窝状活性炭采用的原料成本低，不使用有害性原料，无需陈化，显著缩短生产周期，制备得到的蜂窝状活性炭成型率高，无开裂及变形等缺陷，显著提升生产效率。经验证，所得蜂窝状活性炭的碘值和抗压强度高，具有较强的耐水性和耐水冲击性，可稳定应用于有水环境中，具有极强的实用性。

技术领域

本发明涉及活性炭的技术领域，尤其涉及具有一定构型的活性炭的技术领域，具体而言，涉及活性炭、制备活性炭的原料和坯体以及坯体的制备方法。

背景技术

蜂窝状活性炭具有开孔率高、几何表面积大、耐磨损、抗粉尘能力强的优点，且床层压力损失小，吸附脱附速度快，可以很方便的用于气体净化、溶剂回收及作为催化剂的载体。目前，蜂窝状活性炭的制备方法包括涂载法与整体挤出法，其中涂载法由于容易发生涂层脱落的原因而很少使用，整体挤出法是目前国内使用最广泛的制备方法。整体挤出法的主要步骤是将煤质炭粉、粘结剂、水等原料进行混合、捏合和挤出成型，其中，原料及原料的配比是影响蜂窝状活性炭成型率、性能和应用的主要原因。

目前，传统配方和挤出工艺的蜂窝状活性炭的缺陷主要包括以下几方面：

（1）煤的储备量有限且不可再生，开采受限，且价格上涨严重；

（2）安全性较差，如以酚醛树脂为粘结剂时，内部含有甲醛，在高温下会产生危害性气体；

（3）制备过程中常常需要经过陈化步骤，且还需加入专用润滑剂辅助成型，大幅度延长了蜂窝状活性炭的生产周期；

（4）在生产过程容易出现蜂窝坯体不成型或成型率低，坯体湿度大导致蜂窝坯体变形等问题；

（5）机械强度不足，碘值低，因此使用周期较短，无形中增加了运行成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供活性炭、制备活性炭的原料和坯体以及坯体的制备方法，以解决现有技术中煤质炭粉资源短缺、安全性差、生产周期长、成型率差和使用周期短的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了用于制备活性炭的原料，技术方案如下：

用于制备活性炭的原料，包括按重量份数计的竹质炭粉55～70份、多孔黏土矿物20～50份、有机粘结剂3～8份、无机粘结剂5～10份、水22～50份。

作为本发明第一方面的进一步改进，所述竹质炭粉由楠竹在500～600℃炭化1～2h后得到；所述竹质炭粉的粒度≤200目。

作为本发明第一方面的进一步改进，所述多孔黏土矿物包括高岭土、海泡石、硅藻土中的一种或几种；所述有机粘结剂为羟丙基甲基纤维素；所述无机粘结剂为硅溶胶。

作为本发明第一方面的进一步改进，所述多孔黏土矿物包括高岭土5～30份、海泡石5～30份。

作为本发明第一方面的进一步改进，竹质炭粉和羟丙基甲基纤维素的重量比为100:（5～10）；炭粉、羟丙基甲基纤维素和多孔黏土矿物的总重量与硅溶胶的重量比为100:（6～8）；竹质炭粉和水的重量比为100:（50～65）。

为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了用于制备活性炭的坯体，技术方案如下：

用于制备活性炭的坯体，包括上述第一方面所述的原料。

为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，提供了用于制备活性炭的坯体的制备方法，技术方案如下：

用于制备活性炭的坯体的制备方法，由上述第一方面所述的原料经混合、捏合、挤出成型、干燥后得到。