[发明专利]一种以废旧酚醛泡沫为原料制备炭微球的方法

说明书

技术领域

本发明属于节能减排技术领域，具体涉及一种以废旧酚醛泡沫为原料制备炭微球的方法。

背景技术

近年来，酚醛硬质泡沫制品迅速走红并被广泛应用于外墙保温等建筑行业，比如铝箔面硬质酚醛夹芯板自2011-2013年以来，其生产量分别为1273.46万平方米、1452.52万平方米、1742万平方米，平均每年以15%的速度增长；外墙外保温用酚醛泡沫板子2011-2013年生产量分别为1020万平方米、1320万平方米、1584万平方米，平均每年以25%的速度增长，可见酚醛泡沫的用量大、范围广。然而我国建筑材料能耗高，能源浪费严重，大量的废旧酚醛泡沫材料被当作垃圾废弃或者焚烧填埋，没有获得较好较高效的处理。

在讲求节能环保的今天，新型可降解有机碳材料的发展越来越受到重视，其作为家庭生活中常用的吸附剂，被广泛地应用于厨房衣柜等的除异味、并有效应用于吸附除油烟等杂质。活性炭拥有极其优良的吸附效果，因此制备更高效的新型碳材料更是未来材料研究的重点。目前我们的研究表明，活性炭吸附能力的大小除了其本身的性质，与其粒径、孔径、比表面积等参数有很大的关系。酚醛树脂炭化由于其收率高、杂质含量低、易于活化成孔，被广泛应用于活性炭微球的制备。而与粉末状活性炭比，球状活性炭具有堆密度低、流动性好等特点。

因此，研究一种以废旧酚醛泡沫为原料的新型碳材料显得尤为必要。

发明内容

为解决废旧酚醛泡沫未得到高效处理的问题，本发明的目的在于提供一种以废旧酚醛泡沫为原料制备炭微球的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种以废旧酚醛泡沫为原料制备炭微球的方法，包括以下步骤：

S1、酚醛树脂微球的制备：

S1.1、取40-60g废旧酚醛泡沫、200-400g水、0.4-0.6g阿拉伯树胶粉；

S1.2、加热至90-100℃，搅拌下保温反应3-5h；

S1.3、降温后，过滤、洗涤、干燥，得到酚醛树脂微球；

S2、酚醛树脂微球的炭化活化：

将S1制备的酚醛树脂微球先炭化后活化，即得目标产物炭微球。

本发明中的S2可按现有技术操作，但优选其步骤为：

S2.1、取S1制备的酚醛树脂微球，置于氮气气氛炉中；

S2.2、以2-4℃/min的升温速率升温至700-900℃，保温1.5-2.5h，以2-4℃/min的降温速率将气氛炉冷却至室温，得到炭化微球；

S2.3、取炭化微球，放入管式炉中，通入二氧化碳；

S2.4、以2-4℃/min的升温速率升温至900-1200℃，活化20-40min，得到目标产物炭微球。

酚醛泡沫制品常用于建筑、交通运输、石油化工等领域。比如建筑领域中，用于楼房建筑的保温防火外层，不采暖地下室上部地板保温、隔热天花板、各类房屋吊顶及隔板、隔音板，中央空调风管等方面；在交通领域中，用作船舶、火车、飞机等交通工具的绝热材料；在石油化工领域中，用作石油化工的容器,设备和管道的保温。本发明中，所述废旧酚醛泡沫就是来自建筑、交通运输、石油化工等领域使用的酚醛泡沫材料。

本发明以废旧酚醛泡沫为原料，由于废旧酚醛泡沫本身为固体，相较于常规由甲醛、苯酚为原料制备酚醛树脂微球，成球困难。本发明成球的关键在于选定合适的原料以及优化各原料之间的配比。

有益效果：本发明以废旧酚醛泡沫为原料制备的微球，具有良好的球形度与比表面积，对微小颗粒和有害气体具有较好的吸附率。本发明在没有降低炭微球应有的比表面积及吸附率的同时保证了良好的球形，并且对废旧酚醛泡沫提供了一种有效的利用方式，切合了目前讲求低碳、节能减排的目标，能够改变传统废旧酚醛泡沫利用率不高、再生效果差的现状。

附图说明

图1：实施例1所得炭微球的数码照片。

图2：实施例1所得炭微球的SEM图。

图3：实施例1所得炭微球表面微孔的SEM图。

图4：对照例1试验结果的数码照片。

图5：对照例2试验结果的数码照片。

图6：对照例3试验结果的数码照片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

本发明中所用试剂均为市售产品，分析纯。

以下实施例及对照例中的废旧酚醛泡沫选自用在楼房建筑外墙的保温防火层。

实施例1

一种以废旧酚醛泡沫为原料制备炭微球的方法，包括以下步骤：