一种耐水性蜂窝活性炭及其制备方法与流程

文档序号:11369919阅读:691来源:国知局

本发明涉及环境安全领域,尤其是一种耐水性蜂窝活性炭及其制备方法。



背景技术:

活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力,是一种性能优良的吸附剂。活性炭材料的化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水与有机溶剂,可以再生使用,已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。活性炭作为优良的吸附剂已广泛应用于治理空气和水质污染,常用的为颗粒活性炭和粉末活性炭。近年来开发的煤质蜂窝活性炭具有比表面积大、吸附性能强的优点,在市场上很受重视。虽然它有诸多优势,但易饱和,使用成本高,即使通过再生也难以回复到原有水平。

蜂窝状活性炭的研制最早见于日本的报道。其不但包含活性炭原有的优点,如比表面积大、独特的空隙结构、表面化学官能团稳定、抗酸碱腐蚀性、疏水性,以及失效后可再生性,等等,而且由于其独特的蜂窝结构,还具有开孔率高、气体分布均匀、几何表面积更大、扩散路程短、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点。与其它类型的活性炭相比,蜂窝状活性炭的最大优点在于压力损失小,在同样条件下,其阻力仅为同比颗粒活性炭的1/10左右。基于上述优点,蜂窝状活性炭主要用于工业上尾气净化、脱硫脱硝,及含有少量杂质、低浓度有机物的污水处理,用途广泛。但是普通蜂窝活性炭耐水性不高,近年来一些报道研究采用在活性炭上涂覆ptee,液体石蜡,聚乙烯等,这种工艺比较复杂,成本高,实用性不强。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种活性炭吸附剂及其制备方法,制备所得活性剂安全无毒,不会产生二次污染,生产成本低,添加zsm型分子筛,效果稳定,吸附容量大,分离速度快,并且可以重复使用。制备方法简单可行,操作方便。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭50-75份,硅酸盐20-40份,粘结剂10-25份,纳米二氧化钛1-5份,润滑剂10-15份。

进一步的,所述活性炭是由活性炭前驱体通过氢氧化钾活化制成。

进一步的,所述硅酸盐是硅藻土、凹凸棒、粘土、珍珠岩、海泡石的一种或几种的混合物。

进一步的,所述粘结剂是聚丙烯腈的二甲基亚砜溶液。

进一步的,所述活性炭、聚丙烯腈、二甲基亚砜的重量比是1:0.1-1:1-3。

进一步的,所述润滑剂是食用油或聚乙二醇。

进一步的,所述耐水性蜂窝活性炭吸附剂由下列重量份的原料制成:活性炭65-70份,硅酸盐25-35份,粘结剂15-20份,纳米二氧化钛1-5份,润滑剂10-15份。

本发明还提供一种耐水性蜂窝活性炭制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至200-500目,与硅酸盐,粘结剂,纳米二氧化钛,润滑剂混合,搅拌15-45分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件下,重复混匀2-3次,陈腐12-48小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在惰性气体保护下,升温至500-700℃,炭化蜂窝状湿胚体1-3小时,得成型活性炭;

s5、在温度700-900℃,同时通入水蒸气或二氧化碳的条件下,活化成型活性炭1-5小时,得到耐水性蜂窝活性炭。

进一步的,所述惰性气体是氮气或是氦气。

本发明实施例提供的一种活性炭残渣营养土及其制备方法,具有以下优点:

(1)制备工艺简单可行,生产成本低廉;(2)含有纳米二氧化钛,能持续抗菌杀菌;(3)本发明吸附效果好,可净化空气,水质;(4)使用聚丙烯腈作为粘合剂,成型性能好;(5)制备的蜂窝状活性炭具有单位体积比表面积大、空隙率高、耐水耐酸耐碱、抗压强度高、耐热性好。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭50-65份,海泡石20-25份,聚丙烯腈10-15份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至200目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌15分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀2次,陈腐36小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至500℃,炭化蜂窝状湿胚体3小时,得成型活性炭;

s5、在温度700℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭5小时,得到耐水性蜂窝活性炭。

实施例2

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭50-65份,海泡石20-25份,聚丙烯腈10-15份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至400目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌45分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀3次,陈腐48小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至700℃,炭化蜂窝状湿胚体1小时,得成型活性炭;

s5、在温度900℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭3小时,得到耐水性蜂窝活性炭。

实施例3

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭65-70份,海泡石25-35份,聚丙烯腈15-20份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至200目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌15分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀2次,陈腐36小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至500℃,炭化蜂窝状湿胚体3小时,得成型活性炭;

s5、在温度700℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭5小时,即得。

实施例4

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭65-70份,海泡石25-35份,聚丙烯腈15-20份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至400目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌45分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀3次,陈腐48小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至700℃,炭化蜂窝状湿胚体1小时,得成型活性炭;

s5、在温度900℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭3小时,即得。

实施例5

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭70-75份,海泡石53-40份,聚丙烯腈20-25份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至200目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌15分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀2次,陈腐36小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至500℃,炭化蜂窝状湿胚体3小时,得成型活性炭;

s5、在温度700℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭5小时,即得。

实施例6

一种耐水性蜂窝活性炭,由下列重量份的原料制成:活性炭70-75份,海泡石53-40份,聚丙烯腈20-25份,纳米二氧化钛1-5份,聚乙二醇10-15份。

一种耐水性蜂窝活性炭的制备方法,包括以下步骤:

s1、研磨活性炭至400目,与海泡石,聚丙烯腈-二甲基亚砜溶液,纳米二氧化钛,聚乙二醇混合,搅拌45分钟,得到可塑性混浆;

s2、将可塑性混浆在真空条件-0.06mpa下,重复混匀3次,陈腐48小时,得到活性炭混浆;

s3、将活性炭混浆装入蜂窝钢模具,挤压成型,得到蜂窝状湿胚体;

s4、在氮气保护下,升温至700℃,炭化蜂窝状湿胚体1小时,得成型活性炭;

s5、在温度900℃,同时通入二氧化碳的条件下,活化成型活性炭3小时,即得。

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