[发明专利]一种竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用

说明书

本发明公开了一种竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，属于氰化物防护技术领域。该颗粒活性炭基催化剂以竹加工剩余物制备的炭化料为原料，先与高分子化改性木焦油胶黏剂、塑型剂制得柱状竹质炭原料；然后经热解交联、控氧活化制备得到竹质成型活性炭；再引入复合金属离子得到。与目前的煤质柱状活性炭基催化剂产品相比，本发明使用的林木原料加工副产物更为环保、廉价易得，该催化剂可以更好的应用于氢氰酸和氯化氰防护中，改善目前煤质活性炭防护时间短的问题。

技术领域

本发明属于氰化物防护技术领域，具体涉及一种竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用。

背景技术

活性炭作为一种孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附力强的炭质吸附材料，已经被广泛应用于军工、食品、冶金、化工、环保、医药等行业的精制和净化过程。活性炭及浸渍活性炭是防毒面具滤毒罐及防护器材的核心过滤材料。目前应用较广泛的是ASC-T及ASZM-T型浸渍炭，市场上浸渍炭的载体主要为煤质柱状活性炭，不仅是非再生的，同时存在C、S、N排放高、微孔容积难调控、氰化物防护时间短的问题，亟需开展生物基柱状活性炭替代煤质活性炭载体的研究。

我国具有丰富的竹资源，且竹子具有生长周期短、可再生、零碳排放、加工制品用途广泛等特点，每年产生大量的竹加工剩余物。利用竹加工剩余物制备的竹活性炭具有比表面积大、孔容积高、吸附性能强等优点，但也存在强度差、微孔占比低、不成型、容易造成粉尘等问题，进而限制了竹活性炭产品的应用。目前，通过胶黏剂成型、活化的方法，可以提高制备柱状竹活性炭的强度和比重，但是需要外加煤焦油、沥青等化石类胶黏剂，不仅提高了生产成本和碳排放，同时制备得到的竹质成型活性炭比表面积和孔容积小、微孔率低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，解决目前煤质柱状活性炭催化剂微孔容积小、碳排放高、氰化物防护时间短等问题，解决竹活性炭强度低、不成型的问题，以及解决常规胶黏剂制备柱状活性炭比表面和孔容积小、微孔率低等问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用。

所述竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，颗粒活性炭基催化剂的制备：成型活性炭与金属溶液混合后，真空浸渍2～10h，130～170℃活化3～10h，产物即为颗粒活性炭基催化剂。

所述竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，金属溶液为含有Cu、Cr、Ag或Ni一种或多种金属离子的复合水溶液，金属溶液的用量为成型活性炭的饱和吸水量。优选金属离子溶液为含有21wt％Cu、0.4wt％Cr和0.5wt％Ag的复合水溶液。

所述竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，竹质成型活性炭的制备：将竹加工剩余物制备的炭化料、改性木焦油胶黏剂和羧甲基纤维素钠水溶液真空捏合均匀后，液压成型得到柱状竹质炭原料；然后经过热解交联、控氧活化制备得到高强度、微孔道分布集中的竹质成型活性炭。具体包括以下步骤：

(1)将木焦油副产物与苯酚、甲醛混合，调节溶液pH值为5后，在不同温度下进行梯级反应，减压精馏提纯得到改性木焦油胶黏剂；

(2)将竹加工剩余物炭化料与改性木焦油胶黏剂混合后，加入羧甲基纤维素钠水溶液，真空捏合0.5～3h；所得混合物经过液压成型机制得1～8mm直径的柱状炭，60～100℃干燥处理3～8h；在400～600℃预处理0.5～3h，再在800～900℃温度下控氧水蒸气活化0.5～1.5h，制得竹质成型活性炭。

所述竹质颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，木焦油副产物为果壳、竹或木材加工剩余物热解产生的副产物，含水量为2％～15％。

所述颗粒活性炭基催化剂在氰化物防护中的应用，羧甲基纤维素钠水溶液的质量浓度为3％。