本发明属于活性炭制备技术领域，具体涉及一种煤基介孔活性炭的制备方法。
背景技术：
活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料，它具有吸附性强、化学稳定性好等优点，被广泛的应用于工业、农业、国防、交通、医药卫生、环境保护等领域，近年来随着环境保护要求的日益提高，国内外活性炭的需求量越来越大，活性炭的发展也越来越迅速。尤其是煤质活性炭的发展，其原因一方面是由于煤炭资源的储量十分丰富、成本较低，另一方面是由于煤基活性炭技术的成熟和进步，使得以煤为原料来制备活性炭的研究也越来越突出。
介孔活性炭对大分子颗粒物质的吸附性能良好，因此介孔活性炭在水处理、食品脱色及催化剂载体等领域具有广泛的应用。采用煤炭制备介孔活性炭具有资源丰富、制备效果优良等优势，但是现有技术中制备的中孔活性炭存在中孔率低等问题，导致以煤为原料制备活性炭未体现对能源物质煤的高效利用。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以10～15℃/min的速度升温至150～200℃，保温5～10min，然后以5～10℃/min的速度升温至400～600℃，保温10～15min，然后以1～2℃/min的速度升温至800～900℃，保温10～15min，完成活化；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为360℃～380℃和压力为10～18mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡45～60min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭。
优选的是，所述活化剂为硝酸铵或碳酸钾。
优选的是，所述煤粉与活化剂的质量比为1:0.5～1.5；所述煤粉与乙醇的质量比为1:2～4。
优选的是，所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3。
优选的是，球磨球与煤粉的质量比为15～25：1，球磨混料时间为3～5h，球磨转速为200～300r/min。
优选的是，所述步骤三中，超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1。
优选的是，所述步骤三中，进行辐照的电压范围：10～60mev，数率范围：10～50ma，辐照剂量范围：200～800kgy。
优选的是，所述步骤三中，碱性溶液的浓度为1～3mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:3～5:1。
优选的是，所述步骤三中，在超声浸泡的过程中向入碱性溶液中通入氨气，所述氨气的通气速率为120～150ml/min。
优选的是，所述步骤三中，超声浸泡的频率为80～120khz。
本发明至少包括以下有益效果：通过本发明的制备方法得到的煤基介孔活性炭具有较高的比表面积和较高的介孔率，同时该煤基介孔活性炭对亚甲基蓝的吸附值较高。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；所述活化剂为硝酸铵；所述煤粉与活化剂的质量比为1:0.5；所述煤粉与乙醇的质量比为1:2；所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3；球磨球与煤粉的质量比为25：1，球磨混料时间为5h，球磨转速为300r/min；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以10℃/min的速度升温至200℃，保温10min，然后以10℃/min的速度升温至600℃，保温15min，然后以1℃/min的速度升温至900℃，保温10min，完成活化；采用梯度升温可以充分的利用各个温度层面，使活化效果更优；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为370℃和压力为14mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡45min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭；所述超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1；所述进行辐照的电压范围：20mev，数率范围：15ma，辐照剂量范围：800kgy；所述碱性溶液的浓度为3mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:3:1；采用超临界丙酮-水体系和电子束辐照的方式对活性炭进行处理，可以进一步提高活性炭的介孔率，提高其对亚甲基蓝的吸附值。
经测试，该实施例制备的煤基介孔活性炭的比表面积为1758.25m2/g，中孔率98.4％，亚甲基蓝吸附值为885.58mg/g。
实施例2：
一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；所述活化剂为硝酸铵；所述煤粉与活化剂的质量比为1:1；所述煤粉与乙醇的质量比为1:3；所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3；球磨球与煤粉的质量比为25：1，球磨混料时间为5h，球磨转速为300r/min；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以15℃/min的速度升温至150℃，保温10min，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温15min，然后以2℃/min的速度升温至850℃，保温10min，完成活化；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为380℃和压力为12mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡60min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭；所述超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1；所述进行辐照的电压范围：40mev，数率范围：20ma，辐照剂量范围：700kgy；所述碱性溶液的浓度为2mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:5:1。
经测试，该实施例制备的煤基介孔活性炭的比表面积为1787.68m2/g，中孔率99.1％，亚甲基蓝吸附值为892.36mg/g。
实施例3：
一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；所述活化剂为硝酸铵；所述煤粉与活化剂的质量比为1:1.5；所述煤粉与乙醇的质量比为1:4；所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3；球磨球与煤粉的质量比为20：1，球磨混料时间为4h，球磨转速为250r/min；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以10℃/min的速度升温至180℃，保温10min，然后以5℃/min的速度升温至500℃，保温15min，然后以1℃/min的速度升温至800℃，保温10min，完成活化；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为380℃和压力为12mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡60min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭；所述超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1；所述进行辐照的电压范围：50mev，数率范围：30ma，辐照剂量范围：600kgy；所述碱性溶液的浓度为1mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:3:1。
经测试，该实施例制备的煤基介孔活性炭的比表面积为1769.35m2/g，中孔率98.6％，亚甲基蓝吸附值为890.36mg/g。
实施例4：
一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；所述活化剂为硝酸铵；所述煤粉与活化剂的质量比为1:1；所述煤粉与乙醇的质量比为1:3；所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3；球磨球与煤粉的质量比为25：1，球磨混料时间为5h，球磨转速为300r/min；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以15℃/min的速度升温至150℃，保温10min，然后以5℃/min的速度升温至600℃，保温15min，然后以2℃/min的速度升温至850℃，保温10min，完成活化；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为380℃和压力为12mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡60min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡，在超声浸泡的过程中向入碱性溶液中通入氨气，所述氨气的通气速率为120ml/min；超声浸泡的频率为120khz；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭；所述超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1；所述进行辐照的电压范围：40mev，数率范围：20ma，辐照剂量范围：700kgy；所述碱性溶液的浓度为2mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:5:1。
经测试，该实施例制备的煤基介孔活性炭的比表面积为1885.38m2/g，中孔率99.6％，亚甲基蓝吸附值为902.78mg/g。
实施例5：
一种煤基介孔活性炭的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将原煤粉碎，得到煤粉，将煤粉、活化剂、乙醇和球磨球加入行星式球磨机中进行球磨，得到混合物料；所述活化剂为硝酸铵；所述煤粉与活化剂的质量比为1:1.5；所述煤粉与乙醇的质量比为1:4；所述球磨球采用碳化硅材质；所述球磨球包括大球、中球和小球，大球球直径为12mm，中球球直径为8mm，小球球直径为5mm，大球、中球和小球质量比为7：5：3；球磨球与煤粉的质量比为20：1，球磨混料时间为4h，球磨转速为250r/min；
步骤二、在氮气气氛下将球磨后的混合物料进行活化处理，得活化后的物料，其中，活化处理的升温过程为：以10℃/min的速度升温至180℃，保温10min，然后以5℃/min的速度升温至500℃，保温15min，然后以1℃/min的速度升温至800℃，保温10min，完成活化；
步骤三、将活化后的物料加入超临界装置中，在温度为380℃和压力为12mpa的超临界丙酮-水体系中浸泡60min，然后过滤，洗涤，干燥，将干燥后的物料加入碱性溶液中超声浸泡，在超声浸泡的过程中向入碱性溶液中通入氨气，所述氨气的通气速率为150ml/min；超声浸泡的频率为100khz；将超声浸泡后的物料过滤，干燥，然后置于密封的玻璃罐中，采用电子束辐照装置进行辐照，然后用水洗涤，烘干，得到煤基活性炭；所述超临界丙酮-水体系中丙酮与水的体积比为3:1；所述进行辐照的电压范围：50mev，数率范围：30ma，辐照剂量范围：600kgy；所述碱性溶液的浓度为1mol/l；所述碱性溶液为硫化钾、尿素和乙二胺的水溶液；所述硫化钾、尿素和乙二胺的重量比为1:3:1。
经测试，该实施例制备的煤基介孔活性炭的比表面积为1888.75m2/g，中孔率99.7％，亚甲基蓝吸附值为906.45mg/g。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。