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颗粒状环保型活性炭的制备方法
编辑:安徽久泰新材料科技有限公司   时间:2023-06-01

颗粒状环保型活性炭的制备方法主要分为两大类:不添加粘结剂的直接活性炭活化;加入粘结剂对含碳前驱体进行加工,然后进行活性炭活化工艺。


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一、无粘结剂法

不添加粘结剂的颗粒状环保型活性炭的制备可分为两种:一种是将一定形状和大小的天然木材原料直接用木炭活化,得到无定形颗粒状活性炭;二是不添加粘结剂,采用化学活化法制备颗粒状活性炭。

丰富的天然木本植物原料,如椰壳、核桃壳、橄榄仁等壳仁,可直接通过物理或化学活化方法制备无定形颗粒环保型活性炭。以夏威夷果壳为原料,先进行高温炭化,再结合二氧化碳活化法制备颗粒状活性炭,高温活化有利于提高颗粒活性炭的吸金能力。磷酸法生产木材无定形颗粒活性炭,原料(主要是壳和芯)经过预碎、浸泡、浮选、低温干燥和碳化处理,活化后可获得高强度、高吸附力的产品。原料粒度为20-40目有利于活化剂的渗透性,与氯化锌法相比,无定形碳的强度提高,且碘值大于950 mg/g, 生产成本比物理法降低40%。

化学活化法自成型制备粒状环保型活性炭,是在炭原料中加入一定数量的化学物质,经揉捏和塑化产生焦油等粘结剂和塑料材料,无需添加另一种粘结剂即可成型,通过加热炭活化步骤完成制备的方法。制备颗粒活性炭的化学药剂主要有ZnCl2、H3PO4、KOH、NaOH、H2SO4、CaCl2、K2CO3等。不同的化学活化剂对原料的活化机理不同。

二、添加粘结剂法

添加粘结剂主要是为了解决原料本身不粘结、成型困难、产品强度大、表面光洁度不理想等问题制备环保型活性炭。粘结剂的种类和用量对活性炭的强度和吸附性能影响很大。加入粘结剂,往往使颗粒活性炭部分的孔隙堵塞,从而在提高其机械强度的同时其吸附性能也随之提高。常用的粘结剂有煤焦油、淀粉、木焦油、亚硫酸盐纸浆废、粘土、糖蜜废、羧甲基纤维素、树脂等。

煤具有含碳量高、资源丰富、价格低廉等优点,被广泛用作制备颗粒活性炭的原料。目前制造煤质颗粒活性炭所用的原料煤为无粘结和弱粘结煤,如无烟煤、弱粘结煤、褐煤等,因此需要在原煤中加入一定量的粘结剂,使其受压成型。由于煤焦油沥青含量高,对煤粉的粘结能力强,所以我国大部分煤质活性炭厂都采用煤焦油作为粘结剂。杜亚平等人用煤焦油作为石油基颗粒活性炭的粘结剂,与无烟煤混合,挤压成型,活化得到较高的机械强度,微孔发达的颗粒活性炭,可用作吸附剂净化空气或水。

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