专利名称：一种无机胶凝炭材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于一种功能材料与复合材料领域，具体涉及一种无机胶凝炭材料及其制备方法。
背景技术：
活性炭是一种重要的多孔功能材料，由于具有独特的孔隙结构和表面活性官能团，化学性质稳定，耐酸、碱、热，不溶于水和有机溶剂，活性炭广泛应用于液相和气相的吸附、脱色、精制、分离、催化领域，在食品、医药、化工、环保等方面有重要意义。但是随着社会发展和科技进步对活性炭提出了更高的要求，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，成型困难，使用、运输极为不便，易造成粉尘污染等，严重制约了活性炭及相关产业的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无机胶凝炭材料及其制备方法，利用无机胶凝剂，将炭材料制成具有一定形状与较高强度的成型炭制品，可广泛应用。本发明的技术方案如下
本发明的一种无机胶凝炭材料，其原料按照质量百分比为无机胶凝剂20-90% ；活性炭粉末80-10%。所述的无机胶凝剂的配方按重量比为CaO 62-69%，SiO2 20-24%, Al2O3 4-7%, Fe2O3 2-5%。所述的无机胶凝剂的制备方法包括以下步骤称量、混料、煅烧、磨细、密封保存。所述煅烧的条件为煅烧温度为1400_1550°C，保温l_2h，自然冷却。所述磨细的条件为干磨，通过200目筛。所述制备方法包括原料混和、成型、养护。具体制备步骤如下
(1)混料将原料投入混料机中，搅拌均勻；
(2)加水加水继续搅拌混合均勻，得到粉料或浆料；
(3)成型将加水混勻后的粉料或浆料置于模具中成型，脱模后置阴凉处放置24小时，使其初凝；
(4)养护将步骤(3)制备好的半成品放在水中养护7天以上，取出、晾干，即得到产品。所述的无机胶凝炭材料，可按使用要求加工成一定的形状，广泛适用于水与空气的净化处理，亦可用作装饰装修材料及催化剂或催化剂载体。本发明的活性炭粉末为市售的各种活性炭粉末。亦可是用他炭材料粉末(如竹炭、 木炭等)替代。除了在储存、运输极具优势外，更重要的是能够充分发挥活性炭吸附与再生的特性，可以广泛的应用于污水处理、空气净化、化工分离、催化剂等诸多领域，创新性地解决活性炭的成型难题，对保护环境、构筑循环经济与和谐社会，具有十分重大的意义。
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，利用无机胶凝剂的高强度及其可成型性，将粉末活性炭牢固地结合在一起，并且可按使用要求加工成一定的形状，易于再生使用。解决了活性炭强度低、易燃易爆、回收再生困难等缺点，广泛适用于装饰装修、催化剂、催化剂载体及水与空气的净化处理。本发明制备方法简单易行，原料易得， 成本低廉，炭含量高，性能优异，尤其适合大规模工业化生产。
具体实施例方式制备步骤分为两个部分
1、特制无机胶凝剂的配方及制备方法
(1)配方所述的无机胶凝剂按重量分数为CaO 62-69%, SiO2 20-24%, Al2O3 4-7%, Fe2O3 2-5% ο(2)制备方法
(a)称量CaO 62-69%, SiO2 20-24%, Al2O3 4-7%, Fe2O3 2_5%，粉磨，过 200 目筛，制得混合料。(b)煅烧将混合料置于窑中煅烧，煅烧温度为1400-1550°C，高火保温l_2h，自然冷却。(c)粉磨将煅烧过后得到的烧结料球磨，过200目蹄，即得无机胶凝剂。密封保
存，备用。2、无机胶凝炭材料的配方及制备方法
(1)配方按照质量份数无机胶凝剂20 90%，活性炭粉末80 10%。(2)制备方法
(a)混料将原料按质量配比称量，投入搅拌机中，混合均勻；
(b)加水根据成型工艺要求添加适量的水，搅拌混合均勻，得到粉料或浆料；
(c)成型将加水混勻后的浆料或粉料置于模具中成型(浇铸或压制)，脱模后置阴凉处放置一天。(d)养护将上述制备好的半成品放在水中养护7天以上，取出、晾干，即得到本发明的产品。附1 苯吸附测定与计算方法
(1)用电子天平称量已经干燥且做好编号的称量瓶，记下重量Hl1；
(2)将每组样品按照编号放入称量好的称量瓶中，并且用电子天平准确称量重量，记为
m2 ；
(3)将苯倒入称量瓶中，将该称量瓶置于干燥器底部，把装有样品的称量瓶放在干燥器的格栅上，密封干燥器，放入恒温的真空干燥箱中；
(4)经过24h吸附后，将干燥器内装有样品的称量瓶取出，迅速盖上盖子用电子天平准确称量吸附后的重量，记为m3。结果由式(式-1)计算
A = IOOD (W3 - U^) (W2 -巧)
(式-ι)
式中A—试样的苯吸附值，mg/g ；Hl1—空称量瓶的质量，g ； m2_称量瓶及样品的质量，g ； m3_吸附后称量瓶及样品的质量，g ； 附2 甲醛吸附测定与计算方法
(1)用电子天平称量已经干燥且做好编号的称量瓶，记下重量Hl1；
(2)将每组样品按照编号放入称量好的称量瓶中，并且用电子天平准确称量重量，记为
m2 ；
(3)将甲醛倒入称量瓶中，将该称量瓶置于干燥器底部，把装有样品的称量瓶放在干燥器的格栅上，密封干燥器，放入恒温的真空干燥箱中；
(4)经过24h吸附后，将干燥器内装有样品的称量瓶取出，迅速盖上盖子，用电子天平准确称量吸附后的重量，记为m3。 结果由(式-2)计算
权利要求
1.一种无机胶凝炭材料，其特征在于所述无机胶凝炭材料的原料按照质量百分比为无机胶凝剂20-90% ；活性炭粉末80-10%。
2.根据权利要求1所述的无机胶凝炭材料，其特征在于所述的无机胶凝剂的配方按重量比为 CaO 62-69%, SiO2 20-24%，Al2O3 4-7%, Fe2O3 2-5%
3.根据权利要求2所述的无机胶凝炭材料，其特征在于所述的无机胶凝剂的制备方法包括以下步骤称量、混料、煅烧、磨细、密封保存。
4.根据权利要求3所述的无机胶凝炭材料，其特征在于所述煅烧的条件为煅烧温度为1400-1550°C，保温l_2h，自然冷却。
5.一种如权利要求1-4中任一条中所述的无机胶凝炭材料的制备方法，其特征在于 所述制备方法包括原料混和、成型、养护。
6.根据权利要求5所述的无机胶凝炭材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下(1)混料将原料投入混料机中，搅拌均勻；(2)加水加水继续搅拌混合均勻，得到粉料或浆料；(3)成型将加水混勻后的粉料或浆料置于模具中成型，脱模后置阴凉处放置M小时，使其初凝；(4)养护将步骤(3)制备好的半成品放在水中养护7天以上，取出、晾干，即得到产
全文摘要
本发明提供一种无机胶凝炭材料及其制备方法，所述材料的原料按照质量百分比为活性炭80～10％；无机胶凝剂20～90％。采用无机胶凝剂，经过配料、混料、成型、养护等步骤制备一种无机胶凝炭材料。本发明制备方法简单易行，原料易得，成本低廉，炭含量高，性能优异，用途广泛。本发明利用特制无机胶凝剂的高强度及其可成型性，将活性炭制成具有一定的几何形状与较高强度的制品。解决了活性炭形状松散、强度低、易燃易爆、回收再生困难等难题，广泛适用于装饰装修、催化剂、催化剂载体及水与空气的净化处理等诸多领域，尤其适合大规模工业化生产。
文档编号C04B28/00GK102417329SQ20111023961
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月20日 优先权日2011年8月20日
发明者吴任平, 陈燕青 申请人:福州大学