[发明专利]新型炭陶复合吸附材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附材料的制备方法，特别是一种新型炭陶复合吸附材料制备方法。

背景技术

活性炭广泛用于气体吸附、分离、净化及液体净化、溶质富集等领域。随着应用领域的扩大，应用环境的苛刻，对活性炭提出越来越高的要求，例如：要求比表面积大、强度高、耐磨、耐水、难自燃，甚至是高温条件下耐水等。炭陶复合吸附材料则具有大的几何接触面积和使用所需的强度。有非常优异的动力学性能和难自燃的特性，避免了通常活性炭应用装置中由于颗粒炭或粉状炭堆积装填阻力大易降低吸附效率及容易自燃等缺点，改善并拓宽了活性炭的使用性能和领域。

已有的炭陶复合吸附材料的制造方法，根据专利申请号89109217.X、专利申请号95120973.6、专利号93102811.6、文章《新型复合材料——活性炭陶瓷的制造及其应用》等文献所述，其所选用的粘土均为几种粘土互配而成。文章《新型复合材料——活性炭陶瓷的制造及其应用》中还提到，不使用高岭土。

在专利申请号89109217.X和专利号93102811.6中，所用的主要原料是“活性炭”，由此可见，已有制造方法制得的炭陶复合吸附材料，其作为吸附剂的使用功能是原材料中活性炭所预有的，与制造方法基本无关。另外专利号93102811.6的烧成温度较高，为1100～1280℃，烧成时间为16～26小时，由于温度很高，时间很长，不利于炭孔隙结构的发达，故其虽然以活性炭为原料，但其制得的比表面积、总孔容积、吸苯值均较小。

另外，专利申请号92101515.1中提出了用软木、硬木粉或骨粉与陶土混合制活性炭陶粒复合滤料，但由于主要材料使用的是软木、硬木粉或骨粉而不是使用炭粉，这样制得的产品炭含量较低。值得一提的是，专利申请号95120973.6申请文件中也使用炭粉作为制作活性炭蜂窝体的主要原料，但其所选用的粘土为几种粘土互配而成的，并且通过水蒸气和添加适量的碳酸盐和硅酸盐对炭粉进行双重活化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好吸附性能的新型炭陶复合吸附材料的制备方法。

本发明的新型炭陶复合吸附材料的制备方法，包括原料制备、捏合成型、干燥、高温活化、后处理；具体包括以步骤：

1、原料制备

(1)制备炭粉：取植物炭源材料(例如果壳、锯屑等)为原材料，置植物炭源材料于300～600℃下炭化1～4小时，然后粉碎成为0.105mm～0.074mm的炭粉备用；

(2)制备粘土坯：取含有铁和钙化合物的粘土(例如：膨润土、或海泡石、或高岭土、或红壤土……)，经水淘洗为0.15mm～0.074mm、含水率为20％～30％的粘土坯备用；

(3)制备胶液：取纤维素类胶粘剂(例如：羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素……，其中的一种或多种；)和/或淀粉类粘结剂(例如：羧甲基淀粉钠、羧甲基淀粉、羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉……，其中的一种或多种；)为有机粘接剂和润滑剂，胶粘剂均为固体，与水调配成质量分数为1.5～10％的胶液备用；

2、捏合成型：将所述的炭粉、粘土坯、胶液按重量份数分别为30～80份、30～115份、35～100份的比例混合，经捏合机捏合均匀，再用成型挤条机挤成长度为3～5cm，直径为0.3～0.7cm的圆柱形小条；

3、干燥：将上述圆柱形小条自然阴干或在50～100℃下烘干，得炭陶坯；

4、高温活化：将干燥后的炭陶坯，在高温下焙烧，从室温升至700～950℃，保温2～10小时，保温期间温差不大于±15℃，升温速率控制在3～15℃/min；保温结束后，自然冷却至室温；

5、后处理：包括酸洗、水洗和烘干；取高温活化后自然冷却的炭陶坯进行酸洗、水洗，在温度为70～90℃，1～2mol/L的盐酸中酸洗浸泡5～30分钟后，然后用水冲洗至pH为6～7，烘干即可。