[发明专利]一种无机胶凝炭材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种功能材料与复合材料领域，具体涉及一种无机胶凝炭材料及其制备方法。

背景技术

活性炭是一种重要的多孔功能材料，由于具有独特的孔隙结构和表面活性官能团，化学性质稳定，耐酸、碱、热，不溶于水和有机溶剂，活性炭广泛应用于液相和气相的吸附、脱色、精制、分离、催化领域，在食品、医药、化工、环保等方面有重要意义。但是随着社会发展和科技进步对活性炭提出了更高的要求，活性炭也显现出诸多的缺点，例如强度低，大多产品为粉状、粒状，成型困难，使用、运输极为不便，易造成粉尘污染等，严重制约了活性炭及相关产业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机胶凝炭材料及其制备方法，利用无机胶凝剂，将炭材料制成具有一定形状与较高强度的成型炭制品，可广泛应用。

本发明的技术方案如下：

本发明的一种无机胶凝炭材料，其原料按照质量百分比为：无机胶凝剂20-90％；活性炭粉末80-10％。

所述的无机胶凝剂的配方按重量比为CaO  62-69%，SiO₂  20-24%，Al₂O₃  4-7%，Fe₂O₃  2-5%。

所述的无机胶凝剂的制备方法包括以下步骤：称量、混料、煅烧、磨细、密封保存。

所述煅烧的条件为：煅烧温度为1400-1550℃，保温1-2h，自然冷却。所述磨细的条件为：干磨，通过200目筛。

所述制备方法包括：原料混和、成型、养护。

具体制备步骤如下：

(1)          混料：将原料投入混料机中，搅拌均匀；

(2)          加水：加水继续搅拌混合均匀，得到粉料或浆料；

(3)          成型：将加水混匀后的粉料或浆料置于模具中成型，脱模后置阴凉处放置24小时，使其初凝；

(4)          养护：将步骤（3）制备好的半成品放在水中养护7天以上，取出、晾干，即得到产品。

所述的无机胶凝炭材料，可按使用要求加工成一定的形状，广泛适用于水与空气的净化处理，亦可用作装饰装修材料及催化剂或催化剂载体。

本发明的活性炭粉末为市售的各种活性炭粉末。亦可是用他炭材料粉末（如竹炭、木炭等）替代。除了在储存、运输极具优势外，更重要的是能够充分发挥活性炭吸附与再生的特性，可以广泛的应用于污水处理、空气净化、化工分离、催化剂等诸多领域，创新性地解决活性炭的成型难题，对保护环境、构筑循环经济与和谐社会，具有十分重大的意义。

本发明的效益和优越性在于：本发明以市售的活性炭为原料，利用无机胶凝剂的高强度及其可成型性，将粉末活性炭牢固地结合在一起，并且可按使用要求加工成一定的形状，易于再生使用。解决了活性炭强度低、易燃易爆、回收再生困难等缺点，广泛适用于装饰装修、催化剂、催化剂载体及水与空气的净化处理。本发明制备方法简单易行，原料易得，成本低廉，炭含量高，性能优异，尤其适合大规模工业化生产。

具体实施方式

制备步骤分为两个部分：

1、特制无机胶凝剂的配方及制备方法

（1）配方：所述的无机胶凝剂按重量分数为CaO 62-69%，SiO₂ 20-24%，Al₂O₃ 4-7%，Fe₂O₃ 2-5%。

（2）制备方法

（a）称量：CaO 62-69%，SiO₂ 20-24%，Al₂O₃ 4-7%，Fe₂O₃ 2-5%，粉磨，过200目筛，制得混合料。

(b)煅烧：将混合料置于窑中煅烧，煅烧温度为1400-1550℃，高火保温1-2h，自然冷却。

(c)粉磨：将煅烧过后得到的烧结料球磨，过200目筛，即得无机胶凝剂。密封保存，备用。

2、无机胶凝炭材料的配方及制备方法

（1）配方：按照质量份数：无机胶凝剂20～90％，活性炭粉末80～10％。

（2）制备方法：

（a） 混料：将原料按质量配比称量，投入搅拌机中，混合均匀；

（b）加水：根据成型工艺要求添加适量的水，搅拌混合均匀，得到粉料或浆料；