[发明专利]基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法

权利要求书

1.一种基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、原料细化

将原料煤依次进行破碎、研磨和筛分，得到细化煤粉；

二、原料与活化剂混合

将步骤一的细化煤粉与化学活化剂通过物理方式进行混合，得到混合物；

三、高温催化活化

将步骤二的混合物置于气氛炉内，将气氛炉先升温至300~650℃停留加热0.5~3h，之后继续升温至800~1000℃下保温0.5~3h，保温结束后将气氛炉自然降至室温，得到活化产物；

四、活化产物的清洗

将步骤三的活化产物依次进行酸洗处理2~3次和水洗处理2~3次；

五、干燥

将步骤四清洗后的活化产物进行干燥处理，即得到煤基多孔活性碳材料。

2.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤一中，原料煤为未经过预处理的含灰煤。

3.根据权利要求2所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述含灰煤为褐煤、烟煤、次烟煤、无烟煤中的一种或多种按任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述细化煤粉的粒径为60~200目。

5.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤二中，物理混合方式为液相浸渍或固相研磨，其中液相浸渍混合后需进行60~110℃热风干燥。

6.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤二中，细化煤粉与化学活化剂的质量比为1：0.1~10，化学活化剂为磷酸或氯化锌。

7.根据权利要求6所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述化学活化剂中额外添加金属盐催化剂，其添加量为细化煤粉质量的0.1~20%；所述金属盐催化剂为煤中固有灰分、铁盐、钙盐、镁盐中的一种或多种按任意比例的混合物。

8.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤三中，气氛炉的升温速率为0.1~15℃/min；气氛炉内的气氛为CO₂和惰性气体组成的混合气氛，CO₂和惰性气体的体积比为0.1~100：1；所述惰性气体为高纯氮气或高纯氩气。

9.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤四中，酸洗处理时采用的酸洗液为稀盐酸或硝酸，浓度为0.5~2mol/L。

10.根据权利要求1所述的基于化学活化及催化活化耦合的煤基分级多孔炭制备方法，其特征在于所述步骤五中，干燥处理的温度为60~180℃，干燥处理的时间为5~12h。