[发明专利]高性能球形活性炭、其制备方法和用途有效

专利信息
申请号: 201710781322.8 申请日: 2017-09-01
公开(公告)号: CN108383117B 公开(公告)日: 2020-03-06
发明(设计)人: 常明珠 申请(专利权)人: 深圳市环球绿地新材料有限公司
主分类号: C01B32/336 分类号: C01B32/336;C01B32/318
代理公司: 北京知元同创知识产权代理事务所(普通合伙) 11535 代理人: 刘元霞;谢怡婷
地址: 518100 广东省深圳市南山*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 性能 球形 活性炭 制备 方法 用途
【说明书】:

发明提供高性能球形活性炭、其制备方法和用途。所述活性炭在较低的比表面积下具有本领域技术人员预料不到的物理或机械性能。并且,使用本发明的制备方法,能够以良好的收率和较低的成本制备得到现有技术中无法制备的具有较大粒径的球形活性炭。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域,特别涉及高性能球形活性炭、其制备方法和用途。

背景技术

活性炭具有宽泛的非特异性吸附性能,并且因此是最广泛使用的吸附剂。活性炭通常是通过对含碳起始化合物进行碳化,随后进行活化来获得的,所述的含碳起始化合物优选是这样的能够产生经济合理的产率的化合物。这是因为在碳化过程中挥发性成分的离去以及随后在活化过程中的烧尽而产生的重量损失是显著的。

所生产的活性炭的性质(如细孔性或者粗孔性、坚固性或者脆性等)取决于起始材料的不同。常规的起始材料是椰子壳、木炭和木材、泥煤、石煤、沥青等,由于其来源广泛,因为使得活性炭的应用价值得到更多的提升。

但是,由于工艺的不同,活性炭可以以不同的形式来使用,例如有粉末碳,碎片状碳,粒状碳(Kornkohle),成型碳(Formkohle)以及从二十世纪七十年代末开始使用的球形活性炭。

球形活性炭相对于其他形式的活性炭例如粉末碳,碎片状碳,粒状碳,成型碳等而言具有众多的优点,这使得其对于某些应用而言是有用的或者甚至是必不可少的:它是自由流动的,耐磨损的或者更准确的说不起灰尘的,以及硬的。球形活性炭对于例如特定的应用领域而言是非常需要的,这是因为它特定的形状,以及还因为它高的耐磨损性。

球形活性炭今天仍然主要是通过多阶段和非常昂贵的方法来生产的。最广为人知的方法包括由石煤焦油沥青和来自石化工业的合适的沥青残留物来生产小球体,氧化所述的沥青以使得它们不可熔化,然后低温碳化和活化。例如,球形活性炭还可以在多阶段方法中由沥青来制造。这些多阶段方法是非常昂贵的,并且这种球形活性炭相关的高成本阻止了许多的应用,在这些应用中球形活性炭因为其性能而本应是优选的。

对于球形活性炭的生产工艺有很多,例如采用含碳原始材料经过碳化和活化处理,分别调控各个阶段的处理工艺参数,实现球形活性炭的制备。但是,当使用现有工艺制备球形活性炭时,还存在诸多缺陷。例如,现有工艺在实际生产中难以在得到较大粒径的球形活性炭的同时,获得令人满意的机械和强度特性,实际应用范围受到较大限制。并且,现有工艺难以实现球形活性炭的粒径、强度、孔径、比表面积等参数与其吸附性能的协同。为此,需要提供这样的球形活性炭,当其具有特定的比表面积时,能够具有优于现有技术的力学特性。并且,所述球形活性炭能够在避免其性能降低的前提下,获得尽可能大的粒径。更进一步地,还需要开发更为稳定、适合规模化生产的球形活性炭制备方法。

发明内容

为了改善现有技术的不足,本发明提供了一种球形活性炭,其比表面积B低于1250m2/g。

例如,600m2/g≤B≤1200m2/g。作为实例,700m2/g≤B≤1100m2/g。

根据本发明,所述球形活性炭的中值粒径D50可以为0.2-1.5mm,例如0.5-1.3mm,如0.7-1.2mm,具体可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm。

优选地,所述球形活性炭的中值孔径为1~4nm,例如1.5~3.8nm,如1.8~3.8nm。

根据本发明,所述球形活性炭的抗压强度可以为10-300N,例如40-150N,如50-140N,如50-130N。

所述抗压强度是指每粒球形活性炭能够承受的最大压力值。

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