专利名称：一种活性氧化铝复合活性炭材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于一种新型功能材料与复合材料领域，具体涉及一种活性氧化铝复合活 性炭材料的制备方法。
背景技术：
活性炭作为一种孔隙发达的炭质材料，已经广泛用于分离，精制，催化剂，试剂回 收及其他，特别是在公害治理方面正得到广泛的应用。但是随着人们对活性炭的需求，质量 要求的不断提高，活性炭也显现出诸多的缺点，例如强度低，大多产品为粉状、粒状，使用寿 命短，回收再生使用费用高等，严重制约了活性炭的发展，成为业界的焦点。随着化工业的发展，对加工过程中的催化剂载体氧化铝又提出了许多新的要求。 例如，渣油的加氢脱硫和脱金属要求适中的表面积及一定比例的大孔和小孔分布；加氢脱 氮催化剂则要求能均勻负载高金属含量的高比表面积、大孔体积及适当比例的中、小孔结 构等。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性氧化铝复合活性炭材料及其制备方法，它将活性炭 与活性氧化铝两种材料通过特定的方法紧密地结合在一起，在充分发挥它们各自优良特性 的基础上，可制成各种既有特殊功能又有环保净化功能的多功能材料，可以广泛的应用于 工业、农业、日常生活的诸多领域，这拓展了活性炭和活性氧化铝材料行业发展领域，具有 十分重大的经济和社会意义。本发明的活性氧化铝复合活性炭材料，其特征在于所述的原料为按照质量份 数氢氧化铝40 99% ；活性炭1 60% ；粘结剂15 35%。本发明采用铝胶和活性炭为原料，经过混合、造粒、陈腐、成型、晾干、烧结、漂洗、 干燥步骤制备一种活性氧化铝复合活性炭材料。本发明的效益和优越性在于本发明以市售的活性炭为原料，利用氢氧化铝胶体 的可成型性，通过烧结将活性炭牢固而均勻地固定在活性氧化铝之中，实现活性炭与活性 氧化铝的完美结合，解决了活性炭强度低、使用寿命短、回收困难等缺点，广泛适用于催化 剂、催化剂载体及水与空气的净化处理，并且可以加工成一定的形状，易于再生使用；制备 方法简单易行，原料易得，成本低廉，适合大规模工业化生产。
图1为实施例1中产品的性能测试数据。
具体实施例方式按照质量份数氢氧化铝40 99% ；活性炭1 60% ；粘结剂15 35%。所述的所述的氢氧化铝为小于100目粉体。
所述的活性炭为市售的活性炭粉末。所述的粘结剂为HN03、HCl或H2SO4中的一种。具体制备步骤为
(1)混合将氢氧化铝和活性炭粉末按配比称量后投入混料机中混勻。(2)造粒根据成型工艺的要求加入适量粘结剂的水溶液，继续混合搅拌均勻，得 到粉料。(3)陈腐将造粒后的粉体放在阴凉处密封保存一天以上。(4)成型用液压机压成片状、柱状等形状，或直接制成球状(3 10mm)。(5)晾干将制备好的样品放在室温下晾干。(6)烧结将晾干后的样品埋入预先配制好的气氛保护沙中，放入窑炉，在还原保 护气氛及适当的热处理条件(以10(T40(TC /h的升温速率升至400 650°C，保温时间2 6h)下进行烧结处理。(7)漂洗与干燥将烧结后的材料用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的活性 氧化铝复合活性炭材料。所述烧结步骤中使用的气氛保护用砂为用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种 原料与干燥河砂按1 1的比例研磨混合均勻，过20目筛后制备而成。所述造粒步骤中粘结剂溶液的质量浓度为10 50%。下面结合具体实施例对本发明内容进行具体说明，但是本发明不仅限于此 实施例1
利用氢氧化铝和市售椰子壳活性炭为原料制备活性氧化铝复合活性炭材料其原料配 方如下100目的氢氧化铝粉体650克(65%)，椰子壳活性炭粉末350克(35%)，以HNO3为粘 结剂
制备步骤
(1)混勻将氢氧化铝和椰壳活性炭粉末按配比称量后投入混料机中，混合1小时。(2)造粒将混勻后的粉体放入造粒机中，逐步喷入13wt%的稀HNO3溶液350克 进行造粒。(3)陈腐将造粒后的粉料用塑料袋密封后放在阴凉处密封存放24小时。(4)成型制成3 IOmm球状颗粒。(5)晾干将成型好的颗粒放在室内晾干。(6)烧结将晾干后的颗粒埋入预先配制好的气氛保护沙(石墨河沙为1 1) 填埋，放入窑炉中进行烧结，升温速率以200°C /h的升温速率升至450°C，保温时间2h。(7)漂洗与干燥将烧结后的颗粒取出，用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的 活性氧化铝复合活性炭材料。产品性能测试见附图1 实施例2
利用氢氧化铝和市售椰子壳活性炭为原料制备活性氧化铝复合活性炭材料其原料配 方如下100目的氢氧化铝粉体850克(85%)，椰子壳活性炭粉末150克(15%)，以13wt%的 HNO3为粘结剂
4制备步骤
(1) 混勻将氢氧化铝和椰壳活性炭粉末按配比称量后投入混料机中，混合1小时。(2) 造粒将混勻后的粉体放入造粒机中，逐步喷入13wt%的稀HNO3溶液320克 进行造粒。(3)陈腐将造粒后的粉料用塑料袋密封后放在阴凉处密封存放24小时。(4) 成型制成3 IOmm球状颗粒。(5)晾干将成型好的颗粒放在室内晾干。(6)烧结将晾干后的颗粒埋入预先配制好的气氛保护沙(石墨河沙为1 1) 填埋，放入窑炉中进行烧结，升温速率以200°C /h的升温速率升至550°C，保温时间4h。(7)漂洗与干燥将烧结后的颗粒取出，用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的 活性氧化铝复合活性炭材料。性能测试碘吸附值为288. 62 mg/g,颗粒平均强度35. 16N。 实施例3
利用氢氧化铝和市售椰子壳活性炭为原料制备活性氧化铝复合活性炭材料其原料配 方如下100目的氢氧化铝粉体700克(70%)，椰子壳活性炭粉末300克(30%)，以13wt%的 HNO3为粘结剂 制备步骤
(1)混勻将氢氧化铝和椰壳活性炭粉末按配比称量后投入混料机中，混合1小时。(2)造粒将混勻后的粉体放入造粒机中，逐步喷入13wt%的稀HNO3溶液410克 进行造粒。(3)陈腐将造粒后的粉料用塑料袋密封后放在阴凉处密封存放24小时。(4) 成型制成3 IOmm球状颗粒。(5)晾干将成型好的颗粒放在室内晾干。(6)烧结将晾干后的颗粒埋入预先配制好的气氛保护沙(石墨河沙为1 1) 填埋，放入窑炉中进行烧结，升温速率以200°C /h的升温速率升至550°C，保温时间4h。(7)漂洗与干燥将烧结后的颗粒取出，用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的 活性氧化铝复合活性炭材料。性能碘吸附值为505. 81 mg/g,颗粒平均强度24. 31N。
权利要求
一种活性氧化铝复合活性炭材料，其特征在于所述的原料为按照质量百分比计算为氢氧化铝40～99％；活性炭1～60％；粘结剂15～35%。
2.根据权利要求1所述的活性氧化铝复合活性炭材料，其特征在于所述的氢氧化铝 既可自制，亦可直接采用市售的商品。
3.根据权利要求1所述的活性氧化铝复合活性炭材料，其特征在于所述的活性炭为 市售的活性炭粉末。
4.根据权利要求1所述的活性氧化铝复合活性炭材料，其特征在于所述的粘结剂剂 为HN03、HCl或H2SO4中任何一种。
5.一种活性氧化铝复合活性炭材料的制备方法，其特征在于采用氢氧化铝和活性炭 为主要原料，经过混合、造粒、陈腐、成型、晾干、烧结、漂洗、干燥步骤制备而成。
6.如权利要求5所述的活性氧化铝复合活性炭材料的制备方法，其特征在于具体制 备步骤为(1)混合将氢氧化铝和活性炭按一定的配比称量，投入混料机中搅拌混勻；(2)造粒根据成型工艺的要求加入适量粘结剂的水溶液，继续混合搅拌均勻，得到粉料；(3)陈腐将造粒后的粉料放在阴凉处密封24到36小时；(4)成型用液压机压成片状、柱状形状，或直接制成直径为3 IOmm小球状；(5)晾干将制备好的样品放在室温下晾干；(6)烧结将晾干后的样品埋入预先配制好的气氛保护沙中，放入窑炉，在还原保护气 氛及适当的热处理条件，即以10(T400°C /h的升温速率升至400 650°C，保温时间2 6h 下进行烧结处理；漂洗与干燥将烧结后的材料用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的活性氧化铝复 合活性炭材料。
7.根据权利要求6所述的活性氧化铝复合活性炭材料的制备方法，其特征在于所述 烧结步骤中使用的气氛保护砂为用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种原料与干燥河砂 按1 1的比例研磨混合均勻，过20目筛后制备而成。
8.根据权利要求6所述的活性氧化铝复合活性炭材料的制备方法，其特征在于所述 造粒步骤中粘结剂溶液的质量浓度为10 50%。
全文摘要
本发明提供一种活性氧化铝复合活性炭材料及其制备方法，所述材料的原料配方以质量分数计氢氧化铝40～99％；活性炭1～60％；粘结剂15～35%。经过混匀、造粒、陈腐、成型、晾干、烧结、漂洗、干燥等步骤制备而成。本发明的目的在于把活性炭与活性氧化铝复合起来，一方面，可以加工成一定的形状，克服活性炭形状松散，强度低，回收困难等缺点，易于再生使用；另一方面，极大地提高了活性氧化铝材料的吸附性能。本发明简单易行，原料易得，成本低廉，适合大规模工业化生产，可以广泛的应用于工业、农业、环境保护、空气净化与水处理等诸多领域。
文档编号B01J20/30GK101890336SQ20101026707
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者于岩, 叶先锋, 吴任平 申请人:福州大学