[发明专利]一种用于气体分离的均匀超微孔活性炭及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于气体分离的均匀超微孔活性炭及其制备方法。其技术方案是将兰炭与KOH以质量比1:0.01~0.2混合，加入水、活化助剂，浸渍1~36h，然后在N₂保护下程序化升温至800℃~950℃控制热分解，并通入水进行部分水蒸气活化0.5h~1.5h，最后经酸洗、水洗至中性后干燥即制得均匀超微孔活性炭，孔径集中分布于0.45~0.55nm之间，属于超微孔，微孔率达70%以上，对氢气的吸附容量达77cm³/g以上。本发明以兰炭为原料，原料价格低，无需炭化，耗能低；活化方法以KOH浸渍预处理与部分水蒸气活化相结合，KOH用量少，具有低成本，低污染，有利于减轻对设备的腐蚀等特点。本发明制备的活性炭，具有孔径分布均匀、拥有极其丰富的超微孔结构等特性，可应用于变压吸附制氢或储氢等气体分离领域。

主权项

1.一种用于气体分离的均匀超微孔活性炭的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤完成：步骤一、以兰炭为原料，先将占原料兰炭1~20wt%的KOH、占原料兰炭1~12wt%的活化助剂和水进行混合，配制成浸渍液，其中水的质量是原料兰炭的0.8~1.2倍；再把兰炭加入浸渍液中常温浸渍1~36h，制得预备料；步骤二、将步骤一制得的预备料移入管式炉内，在N2保护气氛下进行控制热分解，其中N2保护气氛的流量为150~300ml/min；所述的控制热分解是先将管式炉以3~8℃/min的升温速率升温至350~400℃，保温0.5~1.5 h，再以3~8℃/min的升温速率继续升温至800~950℃进行部分水蒸气活化；所述的部分水蒸气活化是在800~950℃温度条件下向反应管内引入水流，其中水的流量是1~5ml/min，活化0.5~1.5h后关闭水流，最后在N2保护气氛下冷却至室温，制得均匀超微孔活性炭粗品；步骤三、用5%的HCl溶液对步骤二制得的均匀超微孔活性炭粗品进行洗涤、过滤，并用蒸馏水反复洗涤至中性，然后在110℃恒温干燥12 h，制得均匀超微孔活性炭；所述制备的均匀超微孔活性炭的孔径集中分布于0.45~0.55nm之间，属于超微孔，比表面积达840m2/g以上，微孔率达70%以上，氢气吸附容量达77cm3/g以上。