[发明专利]椰纤维基高比表面积活性炭的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭的制备方法，具体涉及一种以椰纤维为原料，采用复合活化剂制备高比表面积、高中孔率活性炭的方法。

背景技术

活性炭是一种高效的吸附剂，现阶段对其的研究和应用进入了全面发展时期。一方面现代工业和环境科学的发展，出现了诸如浸渍炭、球型炭、纤维炭等新品种活性炭；另一方面，以活性炭纤维和超级活性炭为代表的高性能、专一性活性炭不断开发，使活性炭的应用范围进一步扩大，在食品、制药、轻工、冶金、化工、兵工等传统领域保持持续增长的基础上，又不断向环保领、电子、医用材料以及高效催化剂等领域等扩展。在储氢材料中，活性炭具有储氢量高、吸/脱附速率快、循环使用寿命长和容易实现规模化生产等优点，可显著促进低成本、规模化储氢技术的发展，对未来的能源、交通、环保而言具有非常重要的意义，活性炭现已成为一种很具潜力和竞争力的炭质吸附储氢材料。

现在，微孔活性炭的制备技术已经相当成熟。制备活性炭的原料种类多，主要有木材、稻壳、棉杆、胡桃核、竹子、煤焦油、沥青、无烟煤等。制备方法也是多种多样，有物理活化法与化学活化等。活化剂的研究也是比较全面，目前使用的化学活化剂主要有：KOH、H₃PO₄、ZnCl₂、NaOH、K₂CO₃、Na₂CO₃等，但是现有的方法都是用单一的活化剂，对于复合活化剂的研究还是寥寥无几的。目前已有的方法制备的活性炭的比表面积可以高达3000m²/g以上，吸附性能也有大幅提高，但是这些活性炭主要是以微孔为主，中孔结构很少甚至没有，对2nm以下的小分子物质的吸附能力很强，但是对于2nm以上的中分子或大分子物质却无能为力，这就很大程度地限制活性炭的应用范围。而对于制备能够吸附大分子的、具有中孔结构的活性炭还存在一定的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种椰纤维基高比表面积活性炭的制备方法，是以椰纤维为原料用碱性活化剂制备高比表面积活性炭，通过炭化温度、活化剂、活化温度、活化时间、升温速率等工艺参数的控制有效地提高活性炭的比表面积及中孔率。

本发明所采用的技术方案是：以椰纤维为原料进行碳化得到碳化料，将碳化料与碱性活化剂混合后于高温下进行活化，之后再将产物水洗或酸洗，并过滤、干燥即可。

本发明工艺过程简单，以量大价廉的椰纤维为原料，成本低，能有效地增强活化剂的活化作用，是一种具有低成本、高效益、环保等优点的活性炭制备方法，所得活性炭具有比表面积高、孔径分布窄、中孔率高等特点，可应用于储能材料、电容器、高效吸附剂、分离剂、气体吸附剂和储氢材料等，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1实施例一中所制备的活性炭样品的等温吸附脱附曲线图。

图2实施例一中所制备的活性炭样品的孔径分布曲线图。

图3实施例二中所制备的活性炭样品的等温吸附脱附曲线图。

图4实施例二中所制备的活性炭样品的孔径分布曲线图。

图5实施例四中所制备的活性炭样品的等温吸附脱附曲线图。

图6实施例四中所制备的活性炭样品的孔径分布曲线图。

具体实施方式

下面结合非限定性实施例对本发明作进一步说明。

本发明所设计的一种椰纤维基高比表面积活性炭的制备方法是：以椰纤维为原料于350℃～600℃的温度下进行碳化得到碳化料，将碳化料与碱性活化剂按重量比1:2～1:4的比例以研磨的形式混合后于750℃～950℃的温度下进行活化，之后将活化产物水洗或酸洗，并过滤、干燥即可。所述活化剂是KOH、NaOH+KOH或NaOH+K₂CO₃。所述活化时间为90min～120min。

实施例一

本实施例是以椰纤维为原料，KOH为活化剂。