[发明专利]一种沥青基空心球形活性炭的制备方法

说明书

本发明公开一种沥青基空心球形活性炭的制备方法，本发明采用高软化点的煤沥青，以低软化点沥青作为溶剂和造孔剂，经过混合、喷雾造粒并回收低软化点沥青、氧化、炭化、水蒸气活化和酸洗制得沥青基空心球形活性炭。所制沥青基空心球形活性炭的球径为0.1～2.0mm、球壁厚度0.7～1.0mm、球形度88～97％、密度为0.1～0.3g/cm³、比表层积为1300～1600m²/g、含有大量微孔、中孔和不高于15％的大孔。该发明，制备的空心球形活性炭具有密度低，比表层积高，不易破损等特点。低软化沥青的回收再利用避免了溶剂的使用，即降低了生产成本，又保护了环境，对沥青基球形活性炭的工程化及应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种沥青基球形活性炭的制备方法，尤其是涉及一种沥青基空心球形活性炭的制备方法。

背景技术

同普通粒状活性炭、柱状活性炭或粉体活性炭相比，沥青基球形活性炭在装填密度、强度、电解吸等方面具有明显的性能优势。在国防重点工程、高精尖武器装备、医药、电子、空气与水净化等方面具有广泛的应用前景。

为提高普通活性炭材料的电化学性能，曾俊用Ni(NO₃)₂溶液浸渍法和高温热解对活性炭进行改性处理。分别采用氮气吸附法、SEM、XPS等方法分析研究改性炭材料的比表层积、孔结构、形貌和组成；用循环伏安、恒流充放电等电化学方法研究改性活性炭电极构成的电化学电容器性能(曾俊,刘亚菲,胡中华,等.NiO-改性活性炭电极电化学电容器研究[J].功能材料,2007,38(1):105-108.)。

专利CN1986401公开了一种改进方法制备的多孔微球活性炭的制备，将热固性树脂球在含氧气氛中于60℃～400℃的温度下氧化，或将热固性树脂在60℃～300℃下，在氧化性的酸或SO₂或SO₃气的气氛中进行预处理，再在如氦气、氮气或其混合气惰性气氛中，在600℃～1200℃下，碳化处理；随后，在600℃～1200℃下，水蒸气的活化气氛下进行活化处理；得粒径10μm～2mm，BET比表层积为500～4000m²/g，单颗粒强度为50～200Mpa的超高强度多孔微球活性炭。具有制备成本低、收率高、产物强度高、纯度高和原料来源广等优点。

专利CN101428847A公开了纳米结构二氧化锡锂离子电池负极材料的制备方法，利用盐酸调节体系的pH值来控制所得空心微球的内部结构和尺寸大小。

目前，沥青基球形活性炭的制备及其应用得到了广泛的研究和应用，具备空心球形的沥青基活性炭的制备技术尚待开发。

发明内容

本发明设计了一种沥青基空心球形活性炭的制备方法，目的在于提供一种制备成本低、沥青基空心球形活性炭的球径为0.1～2.0mm、球壁厚度0.7～1.0mm、球形度88～97％、密度为0.1～0.3g/cm³、比表层积为1300～1600m²/g、含有大量微孔、中孔和不高于15％的大孔的制备方法。

该方法具有以下特点：(1)以价格低的煤沥青为原料；(2)通过调节沥青的组成和喷雾造粒条件在沥青球中形成适量的原始孔隙；(3)通过控制不熔化条件，完成微球表层的不熔化；(4)一次完成活性炭微球的制备。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种沥青基空心球形活性炭的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、原料制备，将高软化点150～360℃沥青和低软化点沥青为软化点30～60℃的沥青，按照质量比1:0.5～0.7，在28～100℃下通过机械搅拌进行均匀混合。